JP6578172B2 - Semiconductor device - Google Patents

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Description

本発明は、半導体装置に関し、例えば、不揮発性メモリを有する半導体装置に好適に利用できるものである。   The present invention relates to a semiconductor device and can be suitably used for a semiconductor device having a nonvolatile memory, for example.

電気的に書込・消去が可能な不揮発性メモリとして、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)が広く使用されている。現在広く用いられているフラッシュメモリに代表されるこれらの記憶装置は、MISFETのゲート電極下に、酸化膜で囲まれた導電性の浮遊ゲート電極あるいはトラップ性絶縁膜を有しており、浮遊ゲートあるいはトラップ性絶縁膜での電荷蓄積状態を記憶情報とし、それをトランジスタの閾値として読み出すものである。このトラップ性絶縁膜とは、電荷の蓄積可能な絶縁膜を言い、一例として、窒化シリコン膜などがあげられる。このような電荷蓄積領域への電荷の注入・放出によってMISFETのしきい値をシフトさせ記憶素子として動作させる。このフラッシュメモリとしては、MONOS(Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Semiconductor)膜を用いたスプリットゲート型セルがある。かかるメモリにおいては、電荷蓄積領域として窒化シリコン膜を用いることで、導電性の浮遊ゲート膜と比べ、離散的に電荷を蓄積するためにデータ保持の信頼性に優れ、また、データ保持の信頼性に優れているために窒化シリコン膜上下の酸化膜を薄膜化でき、書込み・消去動作の低電圧化が可能である、等の利点を有する。   As an electrically writable / erasable nonvolatile memory, an EEPROM (Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory) is widely used. These storage devices represented by flash memories that are currently widely used have a conductive floating gate electrode or a trapping insulating film surrounded by an oxide film under the gate electrode of the MISFET. Alternatively, the charge accumulation state in the trapping insulating film is used as memory information and is read out as the threshold value of the transistor. This trapping insulating film refers to an insulating film capable of accumulating charges, and examples thereof include a silicon nitride film. The threshold value of the MISFET is shifted by such charge injection / release to / from the charge storage region to operate as a memory element. As this flash memory, there is a split gate type cell using a MONOS (Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Semiconductor) film. In such a memory, by using a silicon nitride film as a charge storage region, it is superior in data retention reliability because it accumulates charges discretely compared to a conductive floating gate film, and also in data retention reliability. Therefore, the oxide films above and below the silicon nitride film can be made thinner, and the voltage of the write / erase operation can be lowered.

そして、スプリットゲート型メモリセルは、半導体基板上に第1ゲート絶縁膜を介して形成された制御ゲート電極(選択ゲート電極)と、半導体基板上に電荷蓄積領域を含む第2ゲート絶縁膜を介して形成されたメモリゲート電極と、を有する。さらに、スプリットゲート型メモリセルは、制御ゲート電極およびメモリゲート電極を挟むように半導体基板の表面に形成された一対の半導体領域(ソース領域およびドレイン領域)を有し、電荷蓄積領域は、第2ゲート絶縁膜に設けられている。   The split gate type memory cell has a control gate electrode (selection gate electrode) formed on the semiconductor substrate via the first gate insulating film, and a second gate insulating film including a charge storage region on the semiconductor substrate. And a memory gate electrode formed. Furthermore, the split gate type memory cell has a pair of semiconductor regions (a source region and a drain region) formed on the surface of the semiconductor substrate so as to sandwich the control gate electrode and the memory gate electrode. It is provided on the gate insulating film.

そして、特開2006−41354号公報(特許文献1)には、半導体基板の表面に凸型形状の活性領域を形成し、この凸型の活性領域を跨るように制御ゲート電極およびメモリゲート電極を配置したスプリットゲート型メモリセルが開示されている。そして、データの書込みは、半導体基板内で発生させたホットエレクトロンを電荷蓄積領域内に注入するソースサイドインジェクション(Source side injection:SSI)書込方式で行い、データの消去は、バンド間トンネル現象によって半導体基板内に発生させたホールを電荷蓄積領域内に注入するホットホール(Band-To-Band Tunneling:BTBT)消去方式で行われる。   In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-41354 (Patent Document 1), a convex active region is formed on the surface of a semiconductor substrate, and a control gate electrode and a memory gate electrode are provided so as to straddle the convex active region. An arranged split gate memory cell is disclosed. Data writing is performed by a source side injection (SSI) writing method in which hot electrons generated in a semiconductor substrate are injected into a charge storage region, and data erasing is performed by a band-to-band tunnel phenomenon. This is performed by a hot hole (Band-To-Band Tunneling: BTBT) erasing method in which holes generated in a semiconductor substrate are injected into a charge storage region.

特開2006−41354号公報JP 2006-41354 A

本願発明者は、次世代の不揮発性メモリセルの開発にあたり、半導体基板の表面に形成された凸型形状の活性領域(「フィン」と呼ぶ)を跨るように配置された制御ゲート電極とメモリゲート電極とを有するフィン型不揮発性メモリセルを検討している。   The present inventor has developed a control gate electrode and a memory gate arranged so as to straddle a convex-shaped active region (referred to as a “fin”) formed on the surface of a semiconductor substrate in developing a next-generation nonvolatile memory cell. A fin-type nonvolatile memory cell having electrodes is being studied.

半導体基板の表面から突出するフィンの周囲は、半導体基板の表面に形成された素子分離膜で覆われており、フィンは、素子分離膜から突出している。フィンは、直方体の突出部であり、半導体基板主面の第1方向に幅を有し、第1方向と直交する第2方向に延在し、主面(上面)と側面とを有している。制御ゲート電極は、第1方向に延在し、第1ゲート絶縁膜を介して、フィンの主面および側面に沿って形成されており、フィンの周囲の素子分離膜上に延在している。また、メモリゲート電極は、制御ゲート電極に隣り合って配置され、第2ゲート絶縁膜を介して、フィンの主面および側面に沿って形成されており、フィンの周囲の素子分離膜上に延在している。そして、第2ゲート絶縁膜には、電荷蓄積層を有している。また、制御ゲート電極およびメモリゲート電極を挟むようにフィン内には一対の半導体領域(ソース領域およびドレイン領域)が形成されている。   The periphery of the fin protruding from the surface of the semiconductor substrate is covered with an element isolation film formed on the surface of the semiconductor substrate, and the fin protrudes from the element isolation film. The fin is a cuboid protrusion, has a width in the first direction of the main surface of the semiconductor substrate, extends in a second direction orthogonal to the first direction, and has a main surface (upper surface) and side surfaces. Yes. The control gate electrode extends in the first direction, is formed along the main surface and the side surface of the fin via the first gate insulating film, and extends on the element isolation film around the fin. . The memory gate electrode is disposed adjacent to the control gate electrode, is formed along the main surface and the side surface of the fin via the second gate insulating film, and extends on the element isolation film around the fin. Exist. The second gate insulating film has a charge storage layer. A pair of semiconductor regions (a source region and a drain region) are formed in the fin so as to sandwich the control gate electrode and the memory gate electrode.

そして、メモリセルへの書込みは、半導体基板の表面で発生したホットエレクトロン(電子)を電荷蓄積層へ注入するSSI(Source Side Injection:ソースサイド注入)方式で行われ、消去は、FN(Fowler-Nordheim)トンネル現象を利用し、メモリゲート電極からホール(正孔)を電荷蓄積層へ注入している。   Writing into the memory cell is performed by an SSI (Source Side Injection) method in which hot electrons (electrons) generated on the surface of the semiconductor substrate are injected into the charge storage layer, and erasing is performed by FN (Fowler- Nordheim) tunnels are used to inject holes from the memory gate electrode into the charge storage layer.

本願発明者の検討によれば、フィン型不揮発性メモリセルでは、フィンの先端の角部およびメモリゲート電極の下端の角部における電界集中の為に、書込み時には、フィンの上端に位置する電荷蓄積層に効率良く電子が注入され、消去時には、メモリゲート電極の下端に位置する電荷蓄積層に効率よくホールが注入される。つまり、電荷蓄積層内の電子分布とホール分布にミスマッチが生じ、消去後に、メモリゲート電極の下端から離れた位置の電荷蓄積層に注入された電子が消去されずに残存することにより、エンデュランスが劣化するという問題が有ることが判明した。ここで、エンデュランスとは、データ書き換え可能回数のことであり、上記の残存する電子が増加すると、その影響でメモリゲート電極と半導体基板間の電界が弱められ、データの書込み、消去が出来なくなる。   According to the study of the present inventor, in the fin type nonvolatile memory cell, charge accumulation located at the upper end of the fin at the time of writing due to electric field concentration at the corner of the tip of the fin and the corner of the lower end of the memory gate electrode. Electrons are efficiently injected into the layer, and at the time of erasing, holes are efficiently injected into the charge storage layer located at the lower end of the memory gate electrode. In other words, there is a mismatch between the electron distribution and the hole distribution in the charge storage layer, and after erasure, electrons injected into the charge storage layer at a position away from the lower end of the memory gate electrode remain without being erased. It turns out that there is a problem of deterioration. Here, endurance is the number of times data can be rewritten. When the number of remaining electrons increases, the electric field between the memory gate electrode and the semiconductor substrate is weakened by the influence, and data cannot be written or erased.

つまり、フィン型不揮発性メモリを有する半導体装置において、より一層の性能向上が望まれている。   That is, further improvement in performance is desired in a semiconductor device having a fin-type nonvolatile memory.

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   Other problems and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.

一実施の形態によれば、半導体装置は、半導体基板と、半導体基板の上面に形成された素子分離膜と、半導体基板の一部であって、素子分離膜を貫通して、上面に垂直な方向に突出し、上面の第1方向において互いに対向する側面と、対向する側面を繋ぐ主面とを有し、第1方向に直交する第2方向に延在するフィンを有する。さらに、側面上に、ゲート絶縁膜を介して配置され、第1方向に延在する制御ゲート電極と、側面上に、電荷蓄積層を含むゲート絶縁膜を介して配置され、第1方向に延在するメモリゲート電極と、を有する。そして、上面と直交する方向において、メモリゲート電極が側面と重なる第1オーバーラップ長は、制御ゲート電極が側面と重なる第2オーバーラップ長よりも小さい。   According to one embodiment, a semiconductor device includes a semiconductor substrate, an element isolation film formed on the upper surface of the semiconductor substrate, and a part of the semiconductor substrate, penetrating the element isolation film and perpendicular to the upper surface. And having fins extending in a second direction orthogonal to the first direction, having side surfaces facing each other in the first direction of the upper surface and a main surface connecting the facing side surfaces. Further, the control gate electrode is disposed on the side surface through the gate insulating film and extends in the first direction, and the gate electrode is disposed on the side surface through the gate insulating film including the charge storage layer and extends in the first direction. And an existing memory gate electrode. In the direction orthogonal to the upper surface, the first overlap length in which the memory gate electrode overlaps the side surface is smaller than the second overlap length in which the control gate electrode overlaps the side surface.

一実施の形態によれば、半導体装置の性能を向上させることができる。   According to one embodiment, the performance of a semiconductor device can be improved.

一実施の形態である半導体装置(半導体チップ)のレイアウト構成例を示す図である。It is a figure which shows the layout structural example of the semiconductor device (semiconductor chip) which is one Embodiment. 一実施の形態である半導体装置の要部平面図である。It is a principal part top view of the semiconductor device which is one embodiment. 一実施の形態である半導体装置の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the semiconductor device which is one Embodiment. 一実施の形態である半導体装置の製造工程中の要部断面図である。It is principal part sectional drawing in the manufacturing process of the semiconductor device which is one Embodiment. 図4に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 5 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 4; 図5に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。6 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 5; FIG. 図6に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 7 is an essential part cross sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following FIG. 6; 図7に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 8 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 7; 一実施の形態である半導体装置の製造工程中の要部断面図である。It is principal part sectional drawing in the manufacturing process of the semiconductor device which is one Embodiment. 図9に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 10 is an essential part cross sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following FIG. 9; 図10に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 11 is an essential part cross sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following FIG. 10; 図11に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 12 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 11; 図12に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 13 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 12; 図13に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 14 is an essential part cross sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following FIG. 13; 図14に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 15 is an essential part cross sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following FIG. 14; 図15に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 16 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 15; 図16に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 17 is an essential part cross sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following FIG. 16; 図17に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 18 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 17; 図18に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 19 is an essential part cross sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following FIG. 18; 図19に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 20 is an essential part cross sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following FIG. 19; 図20に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 21 is an essential part cross sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following FIG. 20; 図21に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 22 is an essential part cross sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following FIG. 21; メモリセルの等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram of a memory cell. 「書込」、「消去」および「読出」時における選択メモリセルの各部位への電圧の印加条件の一例を示す表である。6 is a table showing an example of voltage application conditions to each part of a selected memory cell during “write”, “erase”, and “read”. (a)は、一実施の形態であるメモリセルの電荷捕獲領域を示す断面図である。(b)は、比較例であるメモリセルの電荷捕獲領域を示す断面図である。(A) is sectional drawing which shows the electric charge trapping region of the memory cell which is one Embodiment. (B) is sectional drawing which shows the electric charge trapping region of the memory cell which is a comparative example. 一実施の形態である半導体装置の要部平面図である。It is a principal part top view of the semiconductor device which is one embodiment. 変形例1における半導体装置の要部断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of a main part of a semiconductor device according to Modification 1. 変形例1における半導体装置の製造工程中の要部断面図である。10 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device according to Modification 1 during the manufacturing process thereof. FIG. 図28に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 29 is an essential part cross sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following FIG. 28; 図29に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 30 is an essential part cross sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following FIG. 29; 変形例2における半導体装置の要部平面図である。10 is a plan view of a principal part of a semiconductor device according to Modification 2. FIG. 変形例2における半導体装置の要部断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of a principal part of a semiconductor device according to Modification 2. 変形例2における半導体装置の製造工程中の要部断面図である。12 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor device according to Modification 2 during the manufacturing process thereof. FIG. 図33に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 34 is an essential part cross sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following FIG. 33; 図34に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 35 is an essential part cross sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following FIG. 34; 図35に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 36 is an essential part cross sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following FIG. 35; 図36に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 37 is an essential part cross sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following FIG. 36; 図37に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 38 is an essential part cross sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following FIG. 37; 変形例2のメモリセルの等価回路図である。10 is an equivalent circuit diagram of a memory cell according to Modification 2. FIG. 変形例2の「書込」および「消去」時における選択メモリセルの各部位への電圧の印加条件の一例を示す表である。12 is a table showing an example of conditions for applying a voltage to each part of a selected memory cell during “write” and “erase” in Modification 2. 変形例3における半導体装置の要部断面図である。FIG. 10 is a main part sectional view of a semiconductor device in Modification 3; 変形例3における半導体装置の製造工程中の要部断面図である。10 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor device according to Modification 3 during the manufacturing process thereof. FIG.

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その言及した数に限定されるものではなく、言及した数以上でも以下でもよい。さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。   In the following embodiments, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant to each other. There are some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like. Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the mentioned number, and may be more or less than the mentioned number. Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and apparently essential in principle. Needless to say. Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, etc. of the components, etc., the shapes are substantially the same unless otherwise specified, or otherwise apparent in principle. And the like are included. The same applies to the above numerical values and ranges.

以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。   Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof will be omitted. In the following embodiments, the description of the same or similar parts will not be repeated in principle unless particularly necessary.

また、実施の形態で用いる図面においては、断面図であっても図面を見易くするためにハッチングを省略する場合もある。また、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。   In the drawings used in the embodiments, hatching may be omitted even in a cross-sectional view so as to make the drawings easy to see. Further, even a plan view may be hatched to make the drawing easy to see.

(実施の形態)
<半導体チップのレイアウト構成例>
本実施の形態における不揮発性メモリを有する半導体装置について図面を参照しながら説明する。まず、不揮発性メモリを含むシステムが形成された半導体装置(半導体チップ)のレイアウト構成について説明する。図1は、本実施の形態における半導体チップCHPのレイアウト構成例を示す図である。図1において、半導体チップCHPは、CPU(Central Processing Unit)100、RAM(Random Access Memory)200、アナログ回路300、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)400、フラッシュメモリ500およびI/O(Input/Output)回路600を有し、半導体装置を構成している。
(Embodiment)
<Semiconductor chip layout configuration example>
A semiconductor device having a nonvolatile memory in this embodiment will be described with reference to the drawings. First, a layout configuration of a semiconductor device (semiconductor chip) in which a system including a nonvolatile memory is formed will be described. FIG. 1 is a diagram showing a layout configuration example of a semiconductor chip CHP in the present embodiment. In FIG. 1, a semiconductor chip CHP includes a CPU (Central Processing Unit) 100, a RAM (Random Access Memory) 200, an analog circuit 300, an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) 400, a flash memory 500, and an I / O (Input / Input). An output) circuit 600 is included to constitute a semiconductor device.

CPU(回路)100は、中央演算処理装置とも呼ばれ、記憶装置から命令を読み出して解読し、それに基づいて多種多様な演算や制御を行なうものである。   The CPU (circuit) 100 is also called a central processing unit, which reads and decodes instructions from a storage device, and performs various operations and controls based on the instructions.

RAM(回路)200は、記憶情報をランダムに、すなわち随時記憶されている記憶情報を読み出したり、記憶情報を新たに書き込んだりすることができるメモリであり、随時書き込み読み出しができるメモリとも呼ばれる。RAMとしては、スタティック回路を用いたSRAM(Static RAM)を用いる。   The RAM (circuit) 200 is a memory that can read stored information at random, that is, read stored information at any time, or write new stored information, and is also called a memory that can be written and read at any time. As the RAM, an SRAM (Static RAM) using a static circuit is used.

アナログ回路300は、時間的に連続して変化する電圧や電流の信号、すなわちアナログ信号を扱う回路であり、例えば増幅回路、変換回路、変調回路、発振回路、電源回路などから構成されている。   The analog circuit 300 is a circuit that handles voltage or current signals that change continuously in time, that is, analog signals, and includes, for example, an amplifier circuit, a conversion circuit, a modulation circuit, an oscillation circuit, and a power supply circuit.

EEPROM400およびフラッシュメモリ500は、書き込み動作および消去動作とも電気的に書き換え可能な不揮発性メモリの一種であり、電気的消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリとも呼ばれる。このEEPROM400およびフラッシュメモリ500のメモリセルは、記憶(メモリ)用の例えばMONOS(Metal Oxide Nitride Oxide Semiconductor)型トランジスタやMNOS(Metal Nitride Oxide Semiconductor)型トランジスタから構成される。EEPROM400とフラッシュメモリ500の相違点は、EEPROM400が、例えば、バイト単位で消去のできる不揮発性メモリであるのに対し、フラッシュメモリ500が、例えば、ワード線単位で消去できる不揮発性メモリである点である。一般に、フラッシュメモリ500には、CPU100で種々の処理を実行するためのプログラムなどが記憶されている。これに対し、EEPROM400には、書き換え頻度の高い各種データが記憶されている。EEPROM400またはフラッシュメモリ500は、複数の不揮発性メモリセルが行列状に配置されたメモリセルアレイと、それ以外の、アドレスバッファ、行デコーダ、列デコーダ、ベリファイセンスアンプ回路、センスアンプ回路、書込み回路等を有している。   The EEPROM 400 and the flash memory 500 are a kind of non-volatile memory that can be electrically rewritten for both writing and erasing operations, and are also called electrically erasable programmable read-only memories. The memory cells of the EEPROM 400 and the flash memory 500 are composed of, for example, a MONOS (Metal Oxide Nitride Oxide Semiconductor) type transistor or a MNOS (Metal Nitride Oxide Semiconductor) type transistor for storage (memory). The difference between the EEPROM 400 and the flash memory 500 is that the EEPROM 400 is a non-volatile memory that can be erased in units of bytes, for example, whereas the flash memory 500 is a non-volatile memory that can be erased in units of words, for example. is there. In general, the flash memory 500 stores a program for the CPU 100 to execute various processes. On the other hand, the EEPROM 400 stores various data with high rewrite frequency. The EEPROM 400 or the flash memory 500 includes a memory cell array in which a plurality of nonvolatile memory cells are arranged in a matrix, and other address buffers, row decoders, column decoders, verify sense amplifier circuits, sense amplifier circuits, write circuits, etc. Have.

I/O回路600は、入出力回路であり、半導体チップCHP内から半導体チップCHPの外部に接続された機器へのデータの出力や、半導体チップCHPの外部に接続された機器から半導体チップ内へのデータの入力を行なうための回路である。   The I / O circuit 600 is an input / output circuit, and outputs data from the semiconductor chip CHP to a device connected to the outside of the semiconductor chip CHP, or from a device connected to the outside of the semiconductor chip CHP to the semiconductor chip. This is a circuit for inputting the data.

本実施の形態の半導体装置は、メモリセル形成領域とロジック回路形成領域とを有している。メモリセル形成領域には、複数の不揮発性メモリセルが行列状に配置されたメモリセルアレイが形成されており、ロジック回路形成領域には、CPU100、RAM200、アナログ回路300、I/O回路600、および、EEPROM400またはフラッシュメモリ500のアドレスバッファ、行デコーダ、列デコーダ、ベリファイセンスアンプ回路、センスアンプ回路、書込み回路等が形成されている。   The semiconductor device of this embodiment has a memory cell formation region and a logic circuit formation region. A memory cell array in which a plurality of nonvolatile memory cells are arranged in a matrix is formed in the memory cell formation region, and the CPU 100, RAM 200, analog circuit 300, I / O circuit 600, and The address buffer, row decoder, column decoder, verify sense amplifier circuit, sense amplifier circuit, write circuit, etc. of the EEPROM 400 or the flash memory 500 are formed.

<半導体装置のデバイス構造>
図2は、本実施の形態における半導体装置の要部平面図である。図2において、メモリセル部Aには、複数のメモリセルが行列状に配置されたメモリセルアレイの要部平面図を、ロジック部Bには、ロジック回路形成領域のロジック回路等を構成するトランジスタTrの要部平面図を示している。トランジスタTrとしては、n型のMISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)を例示する。図3は、本実施の形態における半導体装置の要部断面図である。図3では、メモリセル部Aの3つの断面図と、ロジック部Bの2つの断面図を示している。メモリセル部A1は、図2のA1−A1´に沿う断面図、メモリセル部A2は、図2のA2−A2´に沿う断面図、メモリセル部A3は、図2のA3−A3´に沿う断面図、ロジック部B1は、図2のB1−B1´に沿う断面図、ロジック部B2は、図2のB2−B2´に沿う断面図である。
<Device structure of semiconductor device>
FIG. 2 is a plan view of a main part of the semiconductor device according to the present embodiment. In FIG. 2, the memory cell portion A is a plan view of the main part of a memory cell array in which a plurality of memory cells are arranged in a matrix, and the logic portion B is a transistor Tr constituting a logic circuit in a logic circuit formation region. The principal part top view of is shown. As the transistor Tr, an n-type MISFET (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor) is exemplified. FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of the semiconductor device according to the present embodiment. FIG. 3 shows three cross-sectional views of the memory cell portion A and two cross-sectional views of the logic portion B. The memory cell portion A1 is a cross-sectional view taken along A1-A1 ′ in FIG. 2, the memory cell portion A2 is a cross-sectional view taken along A2-A2 ′ in FIG. 2, and the memory cell portion A3 is taken along A3-A3 ′ in FIG. A sectional view taken along the line B1-B1 'in FIG. 2 and a logic part B2 taken along a line B2-B2' in FIG.

図2に示すように、メモリセル部Aには、X方向に延在する複数のフィンFAが、Y方向に等間隔に配置されている。フィンFAは、例えば、半導体基板1の主面(表面、上面)1aから選択的に突出した直方体の突出部(凸部)であり、フィンFAの下端部分は、半導体基板1の主面を覆う素子分離膜STMで囲まれている。フィンFAは、半導体基板1の一部であり、半導体基板1の活性領域である。従って、平面視において、隣り合うフィンFAの間は、素子分離膜STMで埋まっており、フィンFAの周囲は、素子分離膜STMで囲まれている。フィンFAは、メモリセルMCを形成する為の活性領域である。   As shown in FIG. 2, in the memory cell portion A, a plurality of fins FA extending in the X direction are arranged at equal intervals in the Y direction. The fin FA is, for example, a rectangular parallelepiped protrusion (projection) that selectively protrudes from the main surface (surface, upper surface) 1 a of the semiconductor substrate 1, and the lower end portion of the fin FA covers the main surface of the semiconductor substrate 1. It is surrounded by an element isolation film STM. The fin FA is a part of the semiconductor substrate 1 and is an active region of the semiconductor substrate 1. Therefore, in plan view, between the adjacent fins FA is filled with the element isolation film STM, and the periphery of the fin FA is surrounded by the element isolation film STM. The fin FA is an active region for forming the memory cell MC.

複数のフィンFA上には、Y方向(X方向と直交する方向)に延在する複数の制御ゲート電極CGおよび複数のメモリゲート電極MGが配置されている。制御ゲート電極CGおよびメモリゲート電極MGを挟むように、制御ゲート電極CGの側にはドレイン領域MDが、そして、メモリゲート電極MG側にはソース領域MSが形成されている。ドレイン領域MDおよびソース領域MSは、n型の半導体領域である。ドレイン領域MDは、X方向において、隣り合う2つの制御ゲート電極CG間に形成されており、ソース領域MSは、X方向において、隣り合う2つのメモリゲート電極MG間に形成されている。メモリセルMCは、制御ゲート電極CG、メモリゲート電極MG、ドレイン領域MD、および、ソース領域MSを有する。メモリセルMCは、制御ゲート電極CGを有する制御トランジスタCTと、制御トランジスタCTに接続され、メモリゲート電極MGを有するメモリトランジスタMTと、を有している。メモリセルMCは、スプリットゲート型セル(スプリットゲート型メモリセル)である。   A plurality of control gate electrodes CG and a plurality of memory gate electrodes MG extending in the Y direction (a direction orthogonal to the X direction) are disposed on the plurality of fins FA. A drain region MD is formed on the control gate electrode CG side and a source region MS is formed on the memory gate electrode MG side so as to sandwich the control gate electrode CG and the memory gate electrode MG. The drain region MD and the source region MS are n-type semiconductor regions. The drain region MD is formed between two adjacent control gate electrodes CG in the X direction, and the source region MS is formed between two adjacent memory gate electrodes MG in the X direction. The memory cell MC has a control gate electrode CG, a memory gate electrode MG, a drain region MD, and a source region MS. The memory cell MC includes a control transistor CT having a control gate electrode CG and a memory transistor MT connected to the control transistor CT and having a memory gate electrode MG. The memory cell MC is a split gate type cell (split gate type memory cell).

X方向に隣接する2つのメモリセルMCにおいて、ドレイン領域MDまたはソース領域MSは共有されている。ドレイン領域MDを共有する2つのメモリセルMCは、ドレイン領域MDに対して、X方向に鏡面対称となっており、ソース領域MSを共有する2つのメモリセルMCは、ソース領域MSに対して、X方向に鏡面対称となっている。   In two memory cells MC adjacent in the X direction, the drain region MD or the source region MS is shared. The two memory cells MC sharing the drain region MD are mirror-symmetric with respect to the drain region MD in the X direction, and the two memory cells MC sharing the source region MS are It is mirror-symmetric in the X direction.

各フィンFAには、X方向に、複数のメモリセルMCが形成されており、X方向に配列された複数のメモリセルMCのドレイン領域MDは、コンタクトホールCNT内に形成されたプラグ電極PGを介して、X方向に延在する金属配線MWからなるソース線SLに接続されている。また、Y方向に配列された複数のメモリセルMCのソース領域MSは、Y方向に延在する金属配線MWからなるビット線BLに接続されている。好適には、ソース線SLには、ビット線BLとは異なる層の金属配線を用いる。   Each fin FA has a plurality of memory cells MC formed in the X direction. The drain regions MD of the plurality of memory cells MC arranged in the X direction have plug electrodes PG formed in the contact holes CNT. And is connected to a source line SL formed of a metal wiring MW extending in the X direction. Further, the source regions MS of the plurality of memory cells MC arranged in the Y direction are connected to the bit line BL made of the metal wiring MW extending in the Y direction. Preferably, a metal wiring of a layer different from that of the bit line BL is used for the source line SL.

また、ロジック部Bには、例えば、X方向に延在するフィンFBが形成されている。フィンFBは、フィンFAと同様に半導体基板1の活性領域であり、フィンFBの下端部分は、半導体基板1の主面を覆う素子分離膜STLで囲まれている。フィンFB上には、Y方向に延在するゲート電極GEが配置され、ゲート電極GEを挟むように、フィンFBにはドレイン領域LDおよびソース領域LSが形成されている。ドレイン領域LDおよびソース領域LSは、n型の半導体領域である。トランジスタTrは、ゲート電極GE、ドレイン領域LD、および、ソース領域LSを有する。ゲート電極GE、ドレイン領域LD、および、ソース領域LSは、それぞれ、コンタクトホールCNT内に形成されたプラグ電極PGを介して、金属配線MWに接続されている。フィンFBは、トランジスタTrを形成する為の活性領域である。なお、フィンFBがY方向に延在し、ゲート電極GEがX方向に延在する配置としても良い。   Moreover, the logic part B is formed with, for example, fins FB extending in the X direction. The fin FB is an active region of the semiconductor substrate 1 like the fin FA, and the lower end portion of the fin FB is surrounded by an element isolation film STL that covers the main surface of the semiconductor substrate 1. A gate electrode GE extending in the Y direction is arranged on the fin FB, and a drain region LD and a source region LS are formed in the fin FB so as to sandwich the gate electrode GE. The drain region LD and the source region LS are n-type semiconductor regions. The transistor Tr has a gate electrode GE, a drain region LD, and a source region LS. The gate electrode GE, the drain region LD, and the source region LS are each connected to the metal wiring MW via the plug electrode PG formed in the contact hole CNT. The fin FB is an active region for forming the transistor Tr. Note that the fin FB may extend in the Y direction and the gate electrode GE may extend in the X direction.

フィンFAおよびFBは、半導体基板1の主面1aから、主面1aに垂直な方向に突出する、例えば、直方体の突出部である。フィンFAおよびFBは、長辺方向に任意の長さ、短辺方向に任意の幅、高さ方向に任意の高さを有する。フィンFAおよびFBは、必ずしも直方体である必要はなく、短辺方向における断面視にて、長方形の角部がラウンドした形状も含まれる。また、平面視でフィンFAおよびFBが延在する方向が長辺方向であり、長辺方向に直交する方向が短辺方向である。つまり、長さは、幅よりも大きい。フィンFAおよびFBは、長さ、幅、および、高さを有する突出部であれば、その形状は問わない。フィンFAおよびFBは、幅方向において、対向する側面と、対向する側面を繋ぐ主面(上面)を有している。例えば、平面視で、蛇行パターンも含まれる。   The fins FA and FB are, for example, cuboid protrusions that protrude from the main surface 1a of the semiconductor substrate 1 in a direction perpendicular to the main surface 1a. The fins FA and FB have an arbitrary length in the long side direction, an arbitrary width in the short side direction, and an arbitrary height in the height direction. The fins FA and FB do not necessarily need to be rectangular parallelepipeds, and include shapes in which rectangular corners are rounded in a cross-sectional view in the short side direction. Further, the direction in which the fins FA and FB extend in plan view is the long side direction, and the direction orthogonal to the long side direction is the short side direction. That is, the length is larger than the width. Fins FA and FB may be any shape as long as they have protrusions having a length, a width, and a height. Each of the fins FA and FB has an opposing side surface and a main surface (upper surface) that connects the opposing side surfaces in the width direction. For example, the meander pattern is also included in the plan view.

次に、図3を用いてメモリセルMCおよびトランジスタTrの構造について説明する。   Next, the structure of the memory cell MC and the transistor Tr will be described with reference to FIG.

半導体基板1のメモリセル部Aには、半導体基板1の突出部であるフィンFAが形成されている。フィンFAの下部は、半導体基板1の主面1a上に形成された素子分離膜STMで囲まれている。つまり、図2に示すように、フィンFA間は、素子分離膜STMで分離されている。フィンFAの下部には、p型の半導体領域であるp型ウエルPW1が形成されている。言い換えると、フィンFAは、p型ウエルPW1内に形成されている。実際には、複数のフィンFAが、p型ウエルPW1内に形成されている。   In the memory cell portion A of the semiconductor substrate 1, a fin FA that is a protruding portion of the semiconductor substrate 1 is formed. The lower part of the fin FA is surrounded by an element isolation film STM formed on the main surface 1 a of the semiconductor substrate 1. That is, as shown in FIG. 2, the fins FA are separated by the element isolation film STM. A p-type well PW1 which is a p-type semiconductor region is formed below the fin FA. In other words, the fin FA is formed in the p-type well PW1. Actually, a plurality of fins FA are formed in the p-type well PW1.

フィンFAの主面FAaおよび側面FAs上には、ゲート絶縁膜GItを介して制御ゲート電極CGが形成されており、フィンFAの長辺方向において、制御ゲート電極CGに隣り合う領域には、ゲート絶縁膜GImを介してメモリゲート電極MGが形成されている。制御ゲート電極CGとメモリゲート電極MG間は、このゲート絶縁膜GImで電気的に分離されている。制御ゲート電極CGとメモリゲート電極MG間に、ゲート絶縁膜GImとは異なる絶縁膜を介在させて電気的に分離しても良い。   A control gate electrode CG is formed on the main surface FAa and the side surface FAs of the fin FA via a gate insulating film GIt. In the long side direction of the fin FA, a region adjacent to the control gate electrode CG has a gate. A memory gate electrode MG is formed through the insulating film GIm. The control gate electrode CG and the memory gate electrode MG are electrically separated by this gate insulating film GIm. The control gate electrode CG and the memory gate electrode MG may be electrically isolated by interposing an insulating film different from the gate insulating film GIm.

ここで、ゲート絶縁膜GItは、シリコンからなる半導体基板1の突出部であるフィンFAの主面FAaおよび側面FAsを熱酸化して形成した熱酸化膜(酸化シリコン膜)であり、その膜厚は2nmである。また、ゲート絶縁膜GImは、シリコンからなる半導体基板1の突出部であるフィンFAの主面FAaおよび側面FAsを熱酸化して形成した4nmの膜厚を有する熱酸化膜(酸化シリコン膜)からなる絶縁膜IF1と、絶縁膜IF1上に形成された絶縁膜IF2と、絶縁膜IF2上に形成された絶縁膜IF3とからなる。絶縁膜IF2は、電荷蓄積層(電荷蓄積部、電荷蓄積領域)である窒化シリコン膜からなり、絶縁膜IF3は、窒化シリコン膜の表面を覆う酸窒化シリコン膜からなる。窒化シリコン膜は、7nmの膜厚を有し、酸窒化シリコン膜は、9nmの膜厚を有する。つまり、ゲート絶縁膜GImは、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、および、酸窒化シリコン膜の積層構造を有し、その膜厚は、20nmとなり、制御ゲート電極CG下のゲート絶縁膜GItよりも厚い。ゲート絶縁膜GImは、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、および、酸化シリコン膜の積層構造としても良い。また、ゲート絶縁膜GImとして、酸化シリコン膜(SiO)、窒化シリコン膜(SiN)、酸化アルミニウム膜(AlOx)、酸化ハフニウム膜(HfOx)、酸窒化シリコン膜(SiON)を組み合わせた積層膜を用いても良い。例えば、半導体基板1側から、SiO/SiON/HfOx/AlOx、AlOx/SiON/HfOx/AlOx、または、SiON/SiO/HfOx/AlOx等の積層構造としても良い。   Here, the gate insulating film GIt is a thermal oxide film (silicon oxide film) formed by thermally oxidizing the main surface FAa and the side surface FAs of the fin FA which is the protruding portion of the semiconductor substrate 1 made of silicon. Is 2 nm. Further, the gate insulating film GIm is a thermal oxide film (silicon oxide film) having a thickness of 4 nm formed by thermally oxidizing the main surface FAa and the side surface FAs of the fin FA which is the protruding portion of the semiconductor substrate 1 made of silicon. The insulating film IF1, the insulating film IF2 formed on the insulating film IF1, and the insulating film IF3 formed on the insulating film IF2. The insulating film IF2 is made of a silicon nitride film that is a charge storage layer (charge storage portion, charge storage region), and the insulating film IF3 is made of a silicon oxynitride film that covers the surface of the silicon nitride film. The silicon nitride film has a thickness of 7 nm, and the silicon oxynitride film has a thickness of 9 nm. That is, the gate insulating film GIm has a stacked structure of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film, and has a thickness of 20 nm, which is thicker than the gate insulating film GIt below the control gate electrode CG. . The gate insulating film GIm may have a stacked structure of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxide film. Further, as the gate insulating film GIm, a stacked film in which a silicon oxide film (SiO), a silicon nitride film (SiN), an aluminum oxide film (AlOx), a hafnium oxide film (HfOx), and a silicon oxynitride film (SiON) is used. May be. For example, a laminated structure such as SiO / SiON / HfOx / AlOx, AlOx / SiON / HfOx / AlOx, or SiON / SiO / HfOx / AlOx may be used from the semiconductor substrate 1 side.

メモリセル部A2に示すように、フィンFAの短辺方向において、制御ゲート電極CGは、ゲート絶縁膜GItを介して、フィンFAの主面FAaおよび対向する側面FAsに沿って延在しており、フィンFAの下部を囲む(挟む)素子分離膜STM上に延在している。同様に、メモリセル部A3に示すように、フィンFAの短辺方向において、メモリゲート電極MGは、ゲート絶縁膜GImを介して、フィンFAの主面FAaおよび対向する側面FAsに沿って延在しており、フィンFAを囲む(挟む)素子分離膜STM上に延在している。メモリゲート電極MGの延在方向において、素子分離膜STMとメモリゲート電極MGとの間には、パッド絶縁膜PADが介在している。パッド絶縁膜PADは、絶縁膜IF2と絶縁膜IF3との間に介在している。パッド絶縁膜PADは、フィンFAの外側であって、素子分離膜STMとメモリゲート電極MGとの間に形成されており、フィンFAの主面FAaとメモリゲート電極MGの間には形成されていない。また、パッド絶縁膜PADは、制御ゲート電極CGと素子分離膜STMの間、および、制御ゲート電極CGとフィンFAの主面FAaの間には形成されていない。つまり、フィンFAの外側において、パッド絶縁膜PADをメモリゲート電極MGと素子分離膜STMの間に形成することで、制御ゲート電極CGとフィンFAの側面FAsとが重なる領域の高さ(長さ)を減少させることなく(言い換えると、制御トランジスタCTの駆動能力を低下させることなく)、メモリゲート電極MGとフィンFAの側面FAsとが重なる領域を減少させている。なお、パッド絶縁膜PADは、図2に示すメモリセル部Aにおいて、フィンFAおよび制御ゲート電極CG以外の領域に形成されている。メモリゲート電極MGと素子分離膜STMの間にパッド絶縁膜PADが残っていれば十分であり、それ以外の領域のパッド絶縁膜PADは除去しても良い。   As shown in the memory cell portion A2, in the short side direction of the fin FA, the control gate electrode CG extends along the main surface FAa of the fin FA and the opposite side surface FAs via the gate insulating film GIt. , Extending over the element isolation film STM that surrounds (pinches) the lower portion of the fin FA. Similarly, as shown in the memory cell portion A3, in the short side direction of the fin FA, the memory gate electrode MG extends along the main surface FAa of the fin FA and the opposite side surface FAs via the gate insulating film GIm. And extending over the element isolation film STM surrounding (flanking) the fin FA. In the extending direction of the memory gate electrode MG, a pad insulating film PAD is interposed between the element isolation film STM and the memory gate electrode MG. The pad insulating film PAD is interposed between the insulating film IF2 and the insulating film IF3. The pad insulating film PAD is formed outside the fin FA, between the element isolation film STM and the memory gate electrode MG, and between the main surface FAa of the fin FA and the memory gate electrode MG. Absent. Further, the pad insulating film PAD is not formed between the control gate electrode CG and the element isolation film STM and between the control gate electrode CG and the main surface FAa of the fin FA. That is, by forming the pad insulating film PAD between the memory gate electrode MG and the element isolation film STM outside the fin FA, the height (length) of the region where the control gate electrode CG and the side surface FAs of the fin FA overlap with each other. ) (In other words, without reducing the drive capability of the control transistor CT), the region where the memory gate electrode MG and the side surface FAs of the fin FA overlap is reduced. The pad insulating film PAD is formed in a region other than the fin FA and the control gate electrode CG in the memory cell portion A shown in FIG. It is sufficient that the pad insulating film PAD remains between the memory gate electrode MG and the element isolation film STM, and the pad insulating film PAD in other regions may be removed.

制御ゲート電極CGおよびメモリゲート電極MGの主面上にはシリサイド層SCが形成されている。   A silicide layer SC is formed on the main surfaces of the control gate electrode CG and the memory gate electrode MG.

また、制御ゲート電極CGおよびメモリゲート電極MGを挟むように、制御ゲート電極CGおよびメモリゲート電極MGの外側には、ソース領域MSおよびドレイン領域MDが設けられている。ソース領域MSは、n型半導体領域EX1およびn型半導体領域SD1を有し、ドレイン領域MDは、n型半導体領域EX2およびn型半導体領域SD2を有する。ソース領域MSおよびドレイン領域MDは、短辺方向および高さ方向において、素子分離膜STMから露出したフィンFAの全域に形成されている。 In addition, a source region MS and a drain region MD are provided outside the control gate electrode CG and the memory gate electrode MG so as to sandwich the control gate electrode CG and the memory gate electrode MG. The source region MS has an n type semiconductor region EX1 and an n + type semiconductor region SD1, and the drain region MD has an n type semiconductor region EX2 and an n + type semiconductor region SD2. The source region MS and the drain region MD are formed in the entire area of the fin FA exposed from the element isolation film STM in the short side direction and the height direction.

制御ゲート電極CGおよびメモリゲート電極MGの側壁上には、サイドウォールスペーサ(サイドウォール、側壁絶縁膜)SWおよび層間絶縁膜IL1が形成されており、制御ゲート電極CG、メモリゲート電極MG、ソース領域MS、および、ドレイン領域MDを覆うように、層間絶縁膜IL1上に層間絶縁膜IL2が形成されている。層間絶縁膜IL2上には、金属配線MWが形成され、金属配線MWは、層間絶縁膜IL2およびIL1に形成されたコンタクトホールCNT内に設けられたプラグ電極PGを介して、ソース領域MSおよびドレイン領域MDに電気的に接続されている。   Over the side walls of the control gate electrode CG and the memory gate electrode MG, a side wall spacer (side wall, side wall insulating film) SW and an interlayer insulating film IL1 are formed. The control gate electrode CG, the memory gate electrode MG, and the source region An interlayer insulating film IL2 is formed on the interlayer insulating film IL1 so as to cover the MS and the drain region MD. A metal wiring MW is formed on the interlayer insulating film IL2, and the metal wiring MW is connected to the source region MS and the drain via the plug electrode PG provided in the contact hole CNT formed in the interlayer insulating films IL2 and IL1. It is electrically connected to the region MD.

メモリセルMCは、制御ゲート電極CG、メモリゲート電極MG、ドレイン領域MD、および、ソース領域MSを有する。そして、長辺方向のドレイン領域MDとソース領域MSとの間の距離が、メモリセルMCのチャネル長に相当し、短辺方向における制御ゲート電極CGまたはメモリゲート電極MGがフィンFAの主面FAaおよび側面FAsと対向する(重なる)領域が、メモリセルMCのチャネル幅に相当する。また、メモリセルMCは、制御トランジスタCTとメモリトランジスタMTとを有しているので、フィンFAの主面FAa上の制御ゲート電極CGの長さが制御トランジスタCTのゲート長に相当し、短辺方向における制御ゲート電極CGがフィンFAの主面FAaおよび側面FAsと対向する(重なる)領域が、制御トランジスタCTのチャネル幅に相当する。また、フィンFAの主面FAa上のメモリゲート電極MGの長さがメモリトランジスタMTのゲート長に相当し、短辺方向におけるメモリゲート電極MGがフィンFAの主面FAaおよび側面FAsと対向する(重なる)領域が、メモリトランジスタMTのチャネル幅に相当する。   The memory cell MC has a control gate electrode CG, a memory gate electrode MG, a drain region MD, and a source region MS. The distance between the drain region MD and the source region MS in the long side direction corresponds to the channel length of the memory cell MC, and the control gate electrode CG or the memory gate electrode MG in the short side direction is the main surface FAa of the fin FA. The region facing (overlapping) the side surface FAs corresponds to the channel width of the memory cell MC. Since the memory cell MC includes the control transistor CT and the memory transistor MT, the length of the control gate electrode CG on the main surface FAa of the fin FA corresponds to the gate length of the control transistor CT, and the short side A region where the control gate electrode CG in the direction faces (overlaps) the main surface FAa and the side surface FAs of the fin FA corresponds to the channel width of the control transistor CT. The length of the memory gate electrode MG on the main surface FAa of the fin FA corresponds to the gate length of the memory transistor MT, and the memory gate electrode MG in the short side direction faces the main surface FAa and the side surface FAs of the fin FA ( The overlapping region corresponds to the channel width of the memory transistor MT.

半導体基板1のロジック部Bには、半導体基板1の突出部であるフィンFBが形成されている。フィンFBの下部は、半導体基板1の主面1a上に形成された素子分離膜STLで囲まれている。図示しないが、ロジック部Bには、複数のフィンFBが形成されており、フィンFB間は、素子分離膜STLで分離されている。フィンFBの下部には、p型の半導体領域であるp型ウエルPW2が形成されている。言い換えると、フィンFBは、p型ウエルPW2内に形成されている。   A fin FB that is a protruding portion of the semiconductor substrate 1 is formed in the logic portion B of the semiconductor substrate 1. The lower part of the fin FB is surrounded by an element isolation film STL formed on the main surface 1a of the semiconductor substrate 1. Although not shown, a plurality of fins FB are formed in the logic part B, and the fins FB are separated by an element isolation film STL. A p-type well PW2 that is a p-type semiconductor region is formed below the fin FB. In other words, the fin FB is formed in the p-type well PW2.

フィンFBの主面FBaおよび側面FBs上には、ゲート絶縁膜GILおよび絶縁膜HKを介してゲート電極GEが形成されている。ロジック部B2に示すように、フィンFBの短辺方向において、ゲート電極GEは、ゲート絶縁膜GILおよび絶縁膜HKを介して、フィンFBの主面FBaおよび側面FBsに沿って延在しており、フィンFBを囲む素子分離膜STL上に延在している。ゲート電極GEは、金属膜ME1およびME2の積層構造で構成されている。ロジック部Bには、パッド絶縁膜PADは、形成されていない。   A gate electrode GE is formed on the main surface FBa and the side surface FBs of the fin FB via the gate insulating film GIL and the insulating film HK. As shown in the logic part B2, in the short side direction of the fin FB, the gate electrode GE extends along the main surface FBa and the side surface FBs of the fin FB via the gate insulating film GIL and the insulating film HK. , Extending over the element isolation film STL surrounding the fin FB. The gate electrode GE has a stacked structure of metal films ME1 and ME2. In the logic part B, the pad insulating film PAD is not formed.

また、ゲート電極GEを挟むように、ゲート電極GEの外側に設けられたソース領域LSおよびドレイン領域LDは、それぞれ、n型半導体領域EX3およびn型半導体領域SD3を有する。ソース領域LSおよびドレイン領域LDは、短辺方向および高さ方向において、素子分離膜STLから露出したフィンFBの全域に形成されている。 Further, the source region LS and the drain region LD provided outside the gate electrode GE so as to sandwich the gate electrode GE have an n type semiconductor region EX3 and an n + type semiconductor region SD3, respectively. The source region LS and the drain region LD are formed in the entire region of the fin FB exposed from the element isolation film STL in the short side direction and the height direction.

ゲート電極GEの側壁上には、サイドウォールスペーサSWおよび層間絶縁膜IL1が形成されており、ゲート電極GEおよび層間絶縁膜IL1上に層間絶縁膜IL2が形成されている。なお、層間絶縁膜IL1と層間絶縁膜IL2間には、ゲート電極GEを覆い隠すように絶縁膜16が形成されている。層間絶縁膜IL2上には、金属配線MWが形成され、金属配線MWは、層間絶縁膜IL2およびIL1に形成されたコンタクトホールCNT内に設けられたプラグ電極PGを介して、ソース領域LSおよびドレイン領域LDに電気的に接続されている。   A sidewall spacer SW and an interlayer insulating film IL1 are formed on the side wall of the gate electrode GE, and an interlayer insulating film IL2 is formed on the gate electrode GE and the interlayer insulating film IL1. An insulating film 16 is formed between the interlayer insulating film IL1 and the interlayer insulating film IL2 so as to cover the gate electrode GE. A metal wiring MW is formed on the interlayer insulating film IL2, and the metal wiring MW is connected to the source region LS and the drain via the plug electrode PG provided in the contact hole CNT formed in the interlayer insulating films IL2 and IL1. It is electrically connected to the region LD.

トランジスタTrは、ゲート電極GE、ドレイン領域LD、および、ソース領域LSを有する。そして、長辺方向のドレイン領域LDとソース領域LSとの間の距離が、トランジスタTrのチャネル長に相当し、短辺方向におけるゲート電極GEがフィンFBの主面FBaおよび側面FBsと対向する領域が、トランジスタTrのチャネル幅に相当する。   The transistor Tr has a gate electrode GE, a drain region LD, and a source region LS. The distance between the drain region LD and the source region LS in the long side direction corresponds to the channel length of the transistor Tr, and the gate electrode GE in the short side direction faces the main surface FBa and the side surface FBs of the fin FB. Corresponds to the channel width of the transistor Tr.

なお、図3に示しているp型ウエルPW1およびPW2は、図4〜図22では省略している。   Note that the p-type wells PW1 and PW2 shown in FIG. 3 are omitted in FIGS.

<半導体装置の製造工程について>
図4〜図22は、本実施の形態の半導体装置の形成工程中の要部断面図である。
<About semiconductor device manufacturing process>
4 to 22 are fragmentary cross-sectional views of the semiconductor device according to the present embodiment during the formation process.

まず、メモリセル部AのフィンFAおよびロジック部BのフィンFBの製造工程について説明する。   First, the manufacturing process of the fin FA of the memory cell part A and the fin FB of the logic part B will be described.

図4は、フィンFAおよびFBを形成する領域を特定するためのマスク膜4の形成工程(ステップS1)を説明する図面である。   FIG. 4 is a diagram for explaining the step of forming the mask film 4 (step S1) for specifying the regions where the fins FA and FB are to be formed.

半導体基板1上に、絶縁膜2および3を堆積する。半導体基板1は、例えば1〜10Ωcm程度の比抵抗を有するp型の単結晶シリコンなどからなる。絶縁膜2は、酸化シリコン膜からなり、その膜厚は、2〜10nm程度である。絶縁膜3は、窒化シリコン膜からなり、その膜厚は、20〜100nm程度である。次に、絶縁膜3上に、アモルファスシリコン膜を堆積した後、所望の形状にパターニングすることにより、アモルファスシリコン膜からなるマスク膜4を形成する。マスク膜4の膜厚は、20〜200nmとする。マスク膜4の両端に、フィンFAまたはFBが形成されるため、マスク膜4の幅によって、隣り合うフィンFAの間隔、または、隣り合うフィンFBの間隔を決めることができる。   Insulating films 2 and 3 are deposited on the semiconductor substrate 1. The semiconductor substrate 1 is made of, for example, p-type single crystal silicon having a specific resistance of about 1 to 10 Ωcm. The insulating film 2 is made of a silicon oxide film and has a thickness of about 2 to 10 nm. The insulating film 3 is made of a silicon nitride film and has a thickness of about 20 to 100 nm. Next, an amorphous silicon film is deposited on the insulating film 3 and then patterned into a desired shape, thereby forming a mask film 4 made of an amorphous silicon film. The film thickness of the mask film 4 is 20 to 200 nm. Since the fins FA or FB are formed at both ends of the mask film 4, the interval between the adjacent fins FA or the interval between the adjacent fins FB can be determined by the width of the mask film 4.

図5は、フィンFAおよびFBを形成するためのハードマスク膜5の形成工程(ステップS2)を説明する図面である。   FIG. 5 is a drawing for explaining the formation process (step S2) of the hard mask film 5 for forming the fins FA and FB.

マスク膜4の上面および側面を覆うように、半導体基板1上に、10〜40nmの膜厚の酸化シリコン膜を堆積した後、酸化シリコン膜に異方性ドライエッチングを施すことにより、マスク膜4の側壁上にハードマスク膜5を形成する。ハードマスク膜5の幅は、10〜40nmとなる。ハードマスク膜5を形成した後、マスク膜4を除去する。   A silicon oxide film having a thickness of 10 to 40 nm is deposited on the semiconductor substrate 1 so as to cover the upper surface and side surfaces of the mask film 4, and then anisotropic dry etching is performed on the silicon oxide film to thereby form the mask film 4. A hard mask film 5 is formed on the side wall. The width of the hard mask film 5 is 10 to 40 nm. After the hard mask film 5 is formed, the mask film 4 is removed.

図6は、フィンFAおよびFBの形成工程(ステップS3)を説明する図面である。   FIG. 6 is a diagram for explaining the step of forming the fins FA and FB (step S3).

ハードマスク膜5をマスクとして、絶縁膜3および2、ならびに、半導体基板1に異方性ドライエッチングを施し、平面視において、ハードマスク膜5と等しい形状の絶縁膜3および2、ならびに、フィンFAおよびFBを形成する。なお、ハードマスク膜5から露出した領域の半導体基板1を100〜250nm掘り下げることで、半導体基板1の主面1aからの高さ100〜250nmを有するフィンFAおよびFBが形成できる。もちろん、メモリセル部AのフィンFAの幅WAは、ロジック部BのフィンFBの幅WBと等しい。ここで、フィンFAまたはFBの幅とは、前述の制御ゲート電極CGまたはゲート電極GEが交差する方向の長さのことである。フィンFAおよびFBを形成した後、ハードマスク膜5を除去する。   The insulating films 3 and 2 and the semiconductor substrate 1 are subjected to anisotropic dry etching using the hard mask film 5 as a mask, and the insulating films 3 and 2 having the same shape as the hard mask film 5 in plan view, and the fin FA And FB. In addition, fins FA and FB having a height of 100 to 250 nm from the main surface 1a of the semiconductor substrate 1 can be formed by digging the semiconductor substrate 1 in a region exposed from the hard mask film 5 by 100 to 250 nm. Of course, the width WA of the fin FA of the memory cell portion A is equal to the width WB of the fin FB of the logic portion B. Here, the width of the fin FA or FB is the length in the direction in which the aforementioned control gate electrode CG or gate electrode GE intersects. After the formation of the fins FA and FB, the hard mask film 5 is removed.

次に、素子分離膜STMおよびSTLの形成工程(ステップS4)を説明する。   Next, the process for forming the element isolation films STM and STL (step S4) will be described.

半導体基板1の上に、フィンFAおよびFB、ならびに、絶縁膜2および3を完全に埋めるように酸化シリコン膜等からなる絶縁膜を堆積し、この絶縁膜にCMP(Chemical Mechanical Polishing)処理を施し、絶縁膜3の主面を露出させる。こうして、図7に示すように、半導体基板1の主面1a上に均一な主面6aを有する絶縁膜6を形成する。絶縁膜6を形成した後、絶縁膜3および2を除去する。絶縁膜3のみを除去しても良い。   An insulating film made of a silicon oxide film or the like is deposited on the semiconductor substrate 1 so as to completely fill the fins FA and FB and the insulating films 2 and 3, and a CMP (Chemical Mechanical Polishing) process is performed on the insulating film. Then, the main surface of the insulating film 3 is exposed. Thus, as shown in FIG. 7, the insulating film 6 having the uniform main surface 6 a is formed on the main surface 1 a of the semiconductor substrate 1. After forming the insulating film 6, the insulating films 3 and 2 are removed. Only the insulating film 3 may be removed.

次に、図8に示すように、絶縁膜6にエッチング処理を施し、絶縁膜6の主面6aを高さ方向に後退(下降)させ、フィンFAおよびFBの側面の一部および主面を露出させる。こうして、メモリセル部AのフィンFAの下部に素子分離膜STMを、ロジック部BのフィンFBの下部に素子分離膜STLを形成する。ここで、メモリセル部Aとロジック部Bとで、絶縁膜6の後退量は等しいので、フィンFAおよびFBの露出高さは等しい。メモリセル部AのフィンFAの高さHAは、素子分離膜STMの主面(上面、表面)STMaからフィンFAの主面FAaまでの距離であり、ロジック部BのフィンFBの高さHBは、素子分離膜STLの主面(上面、表面)STLaからフィンFBの主面FBaまでの距離である。フィンFBの高さHBは、フィンFAの高さと等しい。こうして、素子分離膜STMおよびSTLの形成工程(ステップS4)が完了する。   Next, as shown in FIG. 8, the insulating film 6 is etched, the main surface 6 a of the insulating film 6 is retracted (lowered) in the height direction, and a part of the side surfaces and main surfaces of the fins FA and FB are removed. Expose. Thus, the element isolation film STM is formed below the fin FA of the memory cell part A, and the element isolation film STL is formed below the fin FB of the logic part B. Here, in the memory cell part A and the logic part B, the retraction amounts of the insulating film 6 are the same, so the exposed heights of the fins FA and FB are the same. The height HA of the fin FA of the memory cell portion A is the distance from the main surface (upper surface, surface) STMa of the element isolation film STM to the main surface FAa of the fin FA, and the height HB of the fin FB of the logic portion B is The distance from the main surface (upper surface, surface) STLa of the element isolation film STL to the main surface FBa of the fin FB. The height HB of the fin FB is equal to the height of the fin FA. Thus, the process for forming the element isolation films STM and STL (step S4) is completed.

次に、図9〜図22では、メモリセルMCおよびトランジスタTrの製造について説明する。図9〜図22には、図3と同様に、メモリセル部A1、A2、および、A3、ならびに、ロジック部B1およびB2を示している。   Next, with reference to FIGS. 9 to 22, the manufacture of the memory cell MC and the transistor Tr will be described. 9 to 22 show memory cell portions A1, A2, and A3, and logic portions B1 and B2, as in FIG.

図9に示すように、メモリセル部A1、A2、および、A3には、フィンFAが、ロジック部B1およびB2には、フィンFBが準備されている。フィンFAの幅WAは、フィンFBの幅WBと等しく(WA=WB)、フィンFAの高さHAは、フィンFBの高さHBと等しい(HA=HB)。なお、図3に示すp型ウエルPW1およびPW2は、図8に示す素子分離膜STMおよびSTLの形成工程(ステップS4)の後で、後述するステップ5の前に実施する。   As shown in FIG. 9, the memory cells A1, A2, and A3 are provided with fins FA, and the logic parts B1 and B2 are provided with fins FB. The width WA of the fin FA is equal to the width WB of the fin FB (WA = WB), and the height HA of the fin FA is equal to the height HB of the fin FB (HA = HB). Note that the p-type wells PW1 and PW2 shown in FIG. 3 are performed after the step of forming the element isolation films STM and STL (step S4) shown in FIG. 8 and before step 5 described later.

図10は、絶縁膜7、導体膜8、および、絶縁膜9の形成工程(ステップS5)を示している。先ず、フィンFAおよびFBの主面FAaおよびFBaならびに側面FAsおよびFBsに絶縁膜7を形成する。絶縁膜7は、フィンFAおよびFBの主面FAaおよびFBaならびに側面FAsおよびFBsを熱酸化し、2nm程度の酸化シリコン膜を形成する。次に、絶縁膜7上に、フィンFAおよびFBの高さ以上の膜厚の導体膜8を堆積し、導体膜8にCMP処理を施すことにより、平坦な主面を有する導体膜8を形成する。次に、導体膜8の主面上に、絶縁膜9を堆積する。導体膜8は、ポリシリコン膜(シリコン膜)、絶縁膜9は、窒化シリコン膜からなる。なお、導体膜8のCMP工程では、フィンFAおよびFBの主面上に導体膜8が残っていることが肝要である。   FIG. 10 shows the step of forming the insulating film 7, the conductor film 8, and the insulating film 9 (step S5). First, the insulating film 7 is formed on the main surfaces FAa and FBa and the side surfaces FAs and FBs of the fins FA and FB. The insulating film 7 thermally oxidizes the main surfaces FAa and FBa and the side surfaces FAs and FBs of the fins FA and FB to form a silicon oxide film of about 2 nm. Next, a conductor film 8 having a thickness equal to or greater than the heights of the fins FA and FB is deposited on the insulating film 7, and the conductor film 8 is subjected to CMP treatment to form a conductor film 8 having a flat main surface. To do. Next, an insulating film 9 is deposited on the main surface of the conductor film 8. The conductor film 8 is a polysilicon film (silicon film), and the insulating film 9 is a silicon nitride film. In the CMP process of the conductor film 8, it is important that the conductor film 8 remains on the main surfaces of the fins FA and FB.

図11は、制御ゲート電極CGの形成工程(ステップS6)を示している。絶縁膜9上に、レジスト膜PR1を選択的に形成する。レジスト膜PR1は、メモリセル部Aにおいて、制御ゲート電極CGの形成領域を覆い、それ以外の領域を露出するパターンを有する。さらに、レジスト膜PR1は、ロジック部Bを覆うパターンを有する。絶縁膜9および導体膜8にドライエッチング処理を施し、レジスト膜PR1から露出する領域の絶縁膜9および導体膜8を除去することにより、制御ゲート電極CGを形成する。絶縁膜7は、ドライエッチング処理またはその後の洗浄工程で加工されることにより、制御ゲート電極CGの下にゲート絶縁膜GItが形成される。なお、メモリセル部A3では、絶縁膜9、導体膜8、および、絶縁膜7が除去され、フィンFAの主面FAaおよび側面FAsが露出する。なお、レジスト膜PR1は、絶縁膜9をパターニングした後、または、絶縁膜9および導体膜8をパターニングした後に除去する。   FIG. 11 shows the step of forming the control gate electrode CG (step S6). A resist film PR1 is selectively formed on the insulating film 9. In the memory cell portion A, the resist film PR1 has a pattern that covers the formation region of the control gate electrode CG and exposes other regions. Further, the resist film PR1 has a pattern covering the logic part B. A dry etching process is performed on the insulating film 9 and the conductor film 8 to remove the insulating film 9 and the conductor film 8 in regions exposed from the resist film PR1, thereby forming the control gate electrode CG. The insulating film 7 is processed by a dry etching process or a subsequent cleaning process, whereby a gate insulating film GIt is formed under the control gate electrode CG. In the memory cell portion A3, the insulating film 9, the conductor film 8, and the insulating film 7 are removed, and the main surface FAa and the side surface FAs of the fin FA are exposed. The resist film PR1 is removed after the insulating film 9 is patterned or after the insulating film 9 and the conductor film 8 are patterned.

図12は、絶縁膜10および11の形成工程(ステップS7)を示している。先ず、制御ゲート電極CGから露出したフィンFAの主面FAaおよび側面FAsに絶縁膜10および11を順に形成する。絶縁膜10は、フィンFAの主面FAaおよび側面FAsを熱酸化して形成した酸化シリコン膜であり、その膜厚は4nmであり、ゲート絶縁膜GItの膜厚よりも厚い。次に、絶縁膜11は、窒化シリコン膜からなり、その膜厚は7nmとする。ここで、制御ゲート電極CG、ゲート絶縁膜GItの側面は、絶縁膜11で覆われている。   FIG. 12 shows the step of forming the insulating films 10 and 11 (step S7). First, the insulating films 10 and 11 are sequentially formed on the main surface FAa and the side surface FAs of the fin FA exposed from the control gate electrode CG. The insulating film 10 is a silicon oxide film formed by thermally oxidizing the main surface FAa and the side surface FAs of the fin FA, and the film thickness thereof is 4 nm, which is larger than the film thickness of the gate insulating film GIt. Next, the insulating film 11 is made of a silicon nitride film and has a thickness of 7 nm. Here, the side surfaces of the control gate electrode CG and the gate insulating film GIt are covered with the insulating film 11.

また、図12は、後述するパッド絶縁膜PADの形成工程(ステップS8)の一部の工程を示している。メモリセル部A3において、フィンFAの主面FAaおよび側面FAsを覆うように、フィンFAの高さ以上の膜厚の絶縁膜12を形成する。絶縁膜12は、例えば、酸化シリコン膜からなる。絶縁膜12を形成する為に、酸化シリコン膜を絶縁膜11上に堆積し、この酸化シリコン膜にCMP研磨を施し、メモリセル部A1およびA2の制御ゲート電極CG上に形成された絶縁膜11を露出させ、絶縁膜12を形成する。つまり、このCMP研磨工程では、絶縁膜11が露出したのを検出して研磨を止める。   FIG. 12 shows a part of the process of forming the pad insulating film PAD (step S8) described later. In the memory cell portion A3, the insulating film 12 having a film thickness equal to or larger than the height of the fin FA is formed so as to cover the main surface FAa and the side surface FAs of the fin FA. The insulating film 12 is made of, for example, a silicon oxide film. In order to form the insulating film 12, a silicon oxide film is deposited on the insulating film 11, and this silicon oxide film is subjected to CMP polishing to form the insulating film 11 formed on the control gate electrodes CG of the memory cell portions A1 and A2. Then, the insulating film 12 is formed. That is, in this CMP polishing step, the polishing is stopped by detecting that the insulating film 11 is exposed.

図13は、図12に続くパッド絶縁膜PADの形成工程(ステップS8)の一部の工程を示している。絶縁膜12に等方性エッチングを実施し、フィンFAの主面FAa上の絶縁膜12を除去する。さらに、等方性エッチングを継続して、素子分離膜STM上に選択的に絶縁膜12を残し、パッド絶縁膜PADを形成する。パッド絶縁膜PADの膜厚は、例えば、フィンFAの高さの1/2以上とするのが好適である。つまり、高さ方向において、素子分離膜STMから露出したフィンFAの中央より上の部分が、パッド絶縁膜PADから露出している。なお、ロジック部Bでは、全域にわたって絶縁膜12が除去されるためパッド絶縁膜PADは形成されない。また、パッド絶縁膜PADを形成した後、図2に示すメモリゲート電極MGのパターンを僅かに拡大したパターンを有するレジスト膜(図示せず)を形成し、図2に示す、隣接するフィンFAと隣接する制御ゲート電極CGに挟まれた領域および隣接するフィンFAと隣接するメモリゲート電極MGに挟まれた領域の絶縁膜12を除去することもできる。   FIG. 13 shows a part of the pad insulating film PAD formation process (step S8) subsequent to FIG. Isotropic etching is performed on the insulating film 12 to remove the insulating film 12 on the main surface FAa of the fin FA. Further, isotropic etching is continued to selectively leave the insulating film 12 on the element isolation film STM and form the pad insulating film PAD. For example, the thickness of the pad insulating film PAD is preferably ½ or more of the height of the fin FA. That is, in the height direction, the portion above the center of the fin FA exposed from the element isolation film STM is exposed from the pad insulating film PAD. In the logic part B, since the insulating film 12 is removed over the entire area, the pad insulating film PAD is not formed. Further, after the pad insulating film PAD is formed, a resist film (not shown) having a pattern slightly enlarged from the pattern of the memory gate electrode MG shown in FIG. 2 is formed, and the adjacent fin FA shown in FIG. It is also possible to remove the insulating film 12 in a region sandwiched between adjacent control gate electrodes CG and a region sandwiched between memory fin electrodes MG adjacent to adjacent fins FA.

このパッド絶縁膜PAD形成工程で、メモリセル部A1では、フィンFA上の絶縁膜12は全て除去されるが、制御ゲート電極CGおよびゲート絶縁膜GItの側面は、窒化シリコン膜からなる絶縁膜11で覆われているため、ゲート絶縁膜GItのサイドエッチングを防止することができる。   In this pad insulating film PAD formation process, in the memory cell portion A1, all of the insulating film 12 on the fin FA is removed, but the side surfaces of the control gate electrode CG and the gate insulating film GIt are insulating films 11 made of a silicon nitride film. Therefore, side etching of the gate insulating film GIt can be prevented.

図14は、絶縁膜13の形成工程(ステップS9)を示している。絶縁膜11上およびメモリセル部A3のパッド絶縁膜PAD上に絶縁膜13を形成する。絶縁膜13は、例えば、酸窒化シリコン膜からなり、その膜厚を9nmとする。   FIG. 14 shows the step of forming the insulating film 13 (step S9). An insulating film 13 is formed on the insulating film 11 and on the pad insulating film PAD of the memory cell portion A3. The insulating film 13 is made of, for example, a silicon oxynitride film and has a thickness of 9 nm.

図15は、後述するメモリゲート電極MGの形成工程(ステップS10)の一部の工程を示している。絶縁膜13上に、導体膜14を形成する。導体膜14は、制御ゲート電極CGと絶縁膜9の積層体の高さ、および、メモリセル部A3のフィンFAの高さ以上の膜厚を有する導体膜14を堆積した後、この導体膜14にCMP処理を施し、制御ゲート電極CGの上の絶縁膜11を露出させることにより、図15に示すように、メモリセル部Aの制御ゲート電極CGから露出した領域に導体膜14が選択的に形成される。なお、導体膜14は、ポリシリコン膜(シリコン膜)からなる。なお、ロジック部Bでは、導体膜14は除去され、絶縁膜11が露出している。メモリセル部A1において、導体膜14は、制御ゲート電極CGの側壁上およびフィンFA上に絶縁膜10、11、および、13を介して形成される。また、メモリセル部A3では、フィンFAの主面FAaおよび側面FAs上に絶縁膜10、11、および、13を介して形成される。   FIG. 15 shows a part of the process of forming the memory gate electrode MG (step S10) described later. A conductor film 14 is formed on the insulating film 13. The conductor film 14 is deposited after depositing a conductor film 14 having a thickness equal to or greater than the height of the stack of the control gate electrode CG and the insulating film 9 and the height of the fin FA of the memory cell portion A3. As shown in FIG. 15, the conductor film 14 is selectively formed in the region exposed from the control gate electrode CG of the memory cell portion A by performing the CMP process to expose the insulating film 11 on the control gate electrode CG. It is formed. The conductor film 14 is made of a polysilicon film (silicon film). In the logic part B, the conductor film 14 is removed and the insulating film 11 is exposed. In the memory cell portion A1, the conductor film 14 is formed on the side wall of the control gate electrode CG and on the fin FA via the insulating films 10, 11, and 13. In the memory cell portion A3, the insulating film 10, 11, and 13 are formed on the main surface FAa and the side surface FAs of the fin FA.

図16は、後述するメモリゲート電極MGの形成工程(ステップS10)の一部の工程を示している。まず、導体膜14にエッチバック(等方性エッチング)処理を施し、導体膜14の主面の高さを下げる。エッチバック工程後に、導体膜14の主面は、例えば、制御ゲート電極CGの主面とほぼ等しい高さを有する。次に、制御ゲート電極CG上の絶縁膜9および11の側壁上および導体膜14上に窒化シリコン膜を堆積した後、異方性ドライエッチングを施すことにより、制御ゲート電極CG上の絶縁膜9の側壁上にマスク膜15を形成する。マスク膜15を形成する為の異方性ドライエッチング工程で、制御ゲート電極CG上、および、ロジック部Bの絶縁膜11は除去される。次に、マスク膜15から露出した導体膜14にエッチング処理を施して除去することにより、制御ゲート電極CGの側壁上に絶縁膜10、11、および、13を介して、メモリゲート電極MGおよびスペーサSPを形成する。なお、スペーサSPは、メモリゲート電極MGと同様の構造であるが、後述の工程で除去されるため、メモリゲート電極MGと異なる名称としている。   FIG. 16 shows a part of the process of forming the memory gate electrode MG (step S10) described later. First, the conductor film 14 is etched back (isotropic etching) to reduce the height of the main surface of the conductor film 14. After the etch back process, the main surface of the conductor film 14 has a height substantially equal to the main surface of the control gate electrode CG, for example. Next, after depositing a silicon nitride film on the sidewalls of the insulating films 9 and 11 on the control gate electrode CG and on the conductor film 14, the insulating film 9 on the control gate electrode CG is subjected to anisotropic dry etching. A mask film 15 is formed on the side wall. In the anisotropic dry etching process for forming the mask film 15, the insulating film 11 on the control gate electrode CG and the logic part B is removed. Next, the conductive film 14 exposed from the mask film 15 is removed by etching, so that the memory gate electrode MG and the spacer are formed on the side wall of the control gate electrode CG via the insulating films 10, 11, and 13. SP is formed. The spacer SP has the same structure as that of the memory gate electrode MG, but has a name different from that of the memory gate electrode MG because it is removed in a process described later.

図17は、スペーサSP除去およびゲート絶縁膜GIm形成工程(ステップS11)を示している。先ず、メモリゲート電極MGを覆い、スペーサSPを露出するレジスト膜(図示せず)を用いて、例えば、ウェットエッチング処理により、図16に示すスペーサSP上のマスク膜15およびスペーサSPを除去する。続いて、メモリゲート電極MGから露出した領域の絶縁膜13、11および10を、例えば、ウェットエッチング処理によって除去して、メモリゲート電極MGの下(つまり、メモリゲート電極MGとフィンFAの間)に、選択的に絶縁膜13、11および10を残し、絶縁膜IF3、IF2およびIF1からなるゲート絶縁膜GImを形成する。なお、ゲート絶縁膜GImは、フィンFAの主面FAaとメモリゲート電極MG間だけなく、制御ゲート電極CGとメモリゲート電極MG間にも形成されている。また、図17に示すようにゲート絶縁膜GImは、フィンFAの主面FAaおよび側面FAsに沿って形成されている。   FIG. 17 shows the spacer SP removal and gate insulating film GIm formation step (step S11). First, using a resist film (not shown) that covers the memory gate electrode MG and exposes the spacer SP, the mask film 15 and the spacer SP on the spacer SP shown in FIG. 16 are removed by wet etching, for example. Subsequently, the insulating films 13, 11 and 10 in the region exposed from the memory gate electrode MG are removed by, for example, a wet etching process, and below the memory gate electrode MG (that is, between the memory gate electrode MG and the fin FA). In addition, the gate insulating film GIm made of the insulating films IF3, IF2 and IF1 is selectively formed while leaving the insulating films 13, 11 and 10. Note that the gate insulating film GIm is formed not only between the main surface FAa of the fin FA and the memory gate electrode MG but also between the control gate electrode CG and the memory gate electrode MG. As shown in FIG. 17, the gate insulating film GIm is formed along the main surface FAa and the side surface FAs of the fin FA.

図18は、ダミーゲートDGおよびn型半導体領域(不純物拡散層)EX1,EX2,EX3の形成工程(ステップS12)を示している。先ず、ロジック部Bにおいて、絶縁膜9および導体膜8を、パターニングすることにより、導体膜8からなるダミーゲートDGを形成する。ダミーゲートDG上の絶縁膜9およびダミーゲートDG下の絶縁膜7もダミーゲートDGと同一の平面パターンを有する。 FIG. 18 shows a step (step S12) of forming the dummy gate DG and the n type semiconductor regions (impurity diffusion layers) EX1, EX2, and EX3. First, in the logic part B, the insulating film 9 and the conductor film 8 are patterned to form a dummy gate DG made of the conductor film 8. The insulating film 9 on the dummy gate DG and the insulating film 7 below the dummy gate DG also have the same planar pattern as the dummy gate DG.

次に、例えばヒ素(As)またはリン(P)などのn型の不純物を、イオン注入法により、フィンFAおよびFB内に導入することにより、フィンFA内にn型半導体領域EX1およびEX2を、フィンFB内にn型半導体領域EX3を形成する。n型半導体領域EX1およびEX2は、制御ゲート電極CGおよびメモリゲート電極MGに対して自己整合で形成される。つまり、n型の不純物は、制御ゲート電極CGおよびメモリゲート電極MGから露出したフィンFAの主面および側面に注入されるので、n型半導体領域EX1およびEX2は、制御ゲート電極CGおよびメモリゲート電極MGの両側に、制御ゲート電極CGおよびメモリゲート電極MGを挟むように形成される。イオン注入後の熱処理で不純物が拡散するので、n型半導体領域EX1は、メモリゲート電極MGと、n型半導体領域EX2は、制御ゲート電極CGと、一部重なる。 Next, for example, n-type impurities such as arsenic (As) or phosphorus (P) are introduced into the fins FA and FB by ion implantation, so that the n -type semiconductor regions EX1 and EX2 are formed in the fin FA. The n type semiconductor region EX3 is formed in the fin FB. The n type semiconductor regions EX1 and EX2 are formed in self alignment with the control gate electrode CG and the memory gate electrode MG. That is, since the n-type impurity is implanted into the main surface and the side surface of the fin FA exposed from the control gate electrode CG and the memory gate electrode MG, the n -type semiconductor regions EX1 and EX2 are connected to the control gate electrode CG and the memory gate. It is formed on both sides of the electrode MG so as to sandwich the control gate electrode CG and the memory gate electrode MG. Since impurities are diffused by the heat treatment after the ion implantation, the n type semiconductor region EX1 partially overlaps with the memory gate electrode MG and the n type semiconductor region EX2 partially overlaps with the control gate electrode CG.

型半導体領域EX3は、ダミーゲートDGに対して自己整合で形成される。つまり、n型の不純物は、ダミーゲートDGから露出したフィンFBの主面および側面に注入されるので、n型半導体領域EX3は、ダミーゲートDGの両側に、ダミーゲートDGを挟むように形成される。イオン注入後の熱処理で不純物が拡散するので、n型半導体領域EX3は、ダミーゲートDGと一部重なる。 The n type semiconductor region EX3 is formed in self alignment with the dummy gate DG. That is, since the n-type impurity is implanted into the main surface and the side surface of the fin FB exposed from the dummy gate DG, the n -type semiconductor region EX3 is formed on both sides of the dummy gate DG so as to sandwich the dummy gate DG. Is done. Since the impurity diffuses in the heat treatment after the ion implantation, the n type semiconductor region EX3 partially overlaps with the dummy gate DG.

図19は、サイドウォールスペーサ(サイドウォール、側壁絶縁膜)SWおよびn型半導体領域(不純物拡散層)SD1,SD2,SD3の形成工程(ステップS13)を示している。フィンFAおよびFBの主面FAaおよびFBaを覆うように、半導体基板1上に、例えば、酸化シリコン膜または窒化シリコン膜あるいはそれらの積層膜からなる絶縁膜を堆積した後、絶縁膜に対して異方性ドライエッチングを施す。こうして、メモリセル部A1において、制御ゲート電極CGおよび絶縁膜9の側壁上、および、メモリゲート電極MGおよびマスク膜15の側壁上にサイドウォールスペーサSWを形成する。また、ロジック部B1において、ダミーゲートDGおよび絶縁膜9の側壁上にサイドウォールスペーサSWを形成する。前述の異方性ドライエッチングによって、メモリセル部A2およびA3、ならびに、ロジック部B2において、サイドウォールスペーサSW形成用の絶縁膜は、除去され、絶縁膜9またはマスク膜15が露出している。 FIG. 19 shows a step (step S13) of forming sidewall spacers (sidewalls, sidewall insulating films) SW and n + -type semiconductor regions (impurity diffusion layers) SD1, SD2, SD3. For example, an insulating film made of, for example, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a laminated film thereof is deposited on the semiconductor substrate 1 so as to cover the main surfaces FAa and FBa of the fins FA and FB. Perform isotropic dry etching. Thus, in the memory cell portion A1, the sidewall spacer SW is formed on the sidewalls of the control gate electrode CG and the insulating film 9 and on the sidewalls of the memory gate electrode MG and the mask film 15. In the logic part B1, side wall spacers SW are formed on the side walls of the dummy gate DG and the insulating film 9. By the above-described anisotropic dry etching, the insulating film for forming the sidewall spacer SW is removed in the memory cell portions A2 and A3 and the logic portion B2, and the insulating film 9 or the mask film 15 is exposed.

次に、例えばヒ素(As)又はリン(P)等のn型不純物を、制御ゲート電極CG、メモリゲート電極MG、および、サイドウォールスペーサSWをマスク(イオン注入阻止マスク)として用いてフィンFAにイオン注入法で導入することで、n型半導体領域SD1およびSD2を形成する。また、同時に、ヒ素(As)又はリン(P)等のn型不純物を、ダミーゲート電極DGおよびサイドウォールスペーサSWをマスク(イオン注入阻止マスク)として用いてフィンFBにイオン注入法で導入することで、ダミーゲートDGを挟むようにn型半導体領域SD3を形成する。 Next, an n-type impurity such as arsenic (As) or phosphorus (P) is applied to the fin FA using the control gate electrode CG, the memory gate electrode MG, and the sidewall spacer SW as a mask (ion implantation blocking mask). By introducing by ion implantation, n + type semiconductor regions SD1 and SD2 are formed. At the same time, an n-type impurity such as arsenic (As) or phosphorus (P) is introduced into the fin FB by ion implantation using the dummy gate electrode DG and the side wall spacer SW as a mask (ion implantation blocking mask). Thus, the n + type semiconductor region SD3 is formed so as to sandwich the dummy gate DG.

このようにして、n型半導体領域EX1とそれよりも高不純物濃度のn型半導体領域SD1とにより、メモリセルMCのソース領域MSとして機能するn型の半導体領域が形成され、n型半導体領域EX2とそれよりも高不純物濃度のn型半導体領域SD2とにより、メモリセルMCのドレイン領域MDとして機能するn型の半導体領域が形成される。また、n型半導体領域EX3とそれよりも高不純物濃度のn型半導体領域SD3とにより、ロジック部BのトランジスタTrのソース領域LSおよびドレイン領域LDとして機能するn型の半導体領域が形成される。 In this manner, n - -type semiconductor region EX1 and than by the n + -type semiconductor regions SD1 of the high impurity concentration, n type semiconductor regions functioning as a source region MS of the memory cell MC is formed, n - -type a semiconductor region EX2 than by the n + -type semiconductor region SD2 of the high impurity concentration, n type semiconductor regions serving as the drain region MD of the memory cell MC is formed. In addition, the n type semiconductor region EX3 and the n + type semiconductor region SD3 having a higher impurity concentration form an n type semiconductor region that functions as the source region LS and the drain region LD of the transistor Tr in the logic part B. The

図20は、層間絶縁膜IL1の形成工程(ステップS14)を示している。半導体基板1上に、層間絶縁膜IL1を形成(堆積)する。層間絶縁膜IL1は、酸化シリコン膜の単体膜、あるいは、窒化シリコン膜と該窒化シリコン膜上に該窒化シリコン膜よりも厚く形成された酸化シリコン膜との積層膜などからなり、例えばCVD法などを用いて形成することができる。次に、層間絶縁膜IL1の上面を、CMP法などを用いて研磨(研磨処理)する。図20に示されるように、制御ゲート電極CG、メモリゲート電極MG、ダミーゲートDGの各上面を露出させる。つまり、この研磨工程では、制御ゲート電極CG、メモリゲート電極MGおよびダミーゲートDGの上に形成されていた絶縁膜9およびマスク膜15は、完全に除去される。もちろん、絶縁膜9およびマスク膜15の側壁上に位置しているサイドウォールSWも一部除去される。   FIG. 20 shows the step of forming the interlayer insulating film IL1 (step S14). An interlayer insulating film IL1 is formed (deposited) on the semiconductor substrate 1. The interlayer insulating film IL1 is composed of a single film of a silicon oxide film or a laminated film of a silicon nitride film and a silicon oxide film formed thicker than the silicon nitride film on the silicon nitride film. Can be used. Next, the upper surface of the interlayer insulating film IL1 is polished (polishing process) using a CMP method or the like. As shown in FIG. 20, the upper surfaces of the control gate electrode CG, the memory gate electrode MG, and the dummy gate DG are exposed. That is, in this polishing process, the insulating film 9 and the mask film 15 formed on the control gate electrode CG, the memory gate electrode MG, and the dummy gate DG are completely removed. Of course, the sidewall SW located on the side walls of the insulating film 9 and the mask film 15 is also partially removed.

図21は、ゲート絶縁膜GILおよびゲート電極GEの形成工程(ステップS15)を示している。先ず、図20に示す露出したダミーゲートDGの除去工程を実施する。ダミーゲートDGを除去したことで、層間絶縁膜IL1には、溝TR1が形成される。溝TR1の底部(底面)は、絶縁膜7の上面により形成され、溝TR1の側壁(側面)は、サイドウォールスペーサSWの側面(ダミーゲートDGの除去前までダミーゲートDGに接していた側面)により形成されている。   FIG. 21 shows a step of forming the gate insulating film GIL and the gate electrode GE (Step S15). First, a process of removing the exposed dummy gate DG shown in FIG. 20 is performed. By removing the dummy gate DG, the trench TR1 is formed in the interlayer insulating film IL1. The bottom (bottom surface) of the trench TR1 is formed by the top surface of the insulating film 7, and the sidewall (side surface) of the trench TR1 is the side surface of the sidewall spacer SW (side surface that is in contact with the dummy gate DG before the dummy gate DG is removed). It is formed by.

次に、図21に示すように、半導体基板1上に、すなわち溝TR1の内部(底部および側壁上)の絶縁膜7上に、絶縁膜HK、金属膜ME1、および、金属膜ME2を順次堆積させる絶縁膜HK、金属膜ME1、および、金属膜ME2の形成工程を実施する。さらに、絶縁膜HK、金属膜ME1、および、金属膜ME2にCMP処理工程を実施し、層間絶縁膜IL1上の絶縁膜HK、金属膜ME1、および、金属膜ME2を除去する。こうして、溝TR1内に、選択的に、絶縁膜7からなるゲート絶縁膜GIL、絶縁膜HK、金属膜ME1、および、金属膜ME2の積層構造を形成する。ここで、絶縁膜HKは、窒化シリコンよりも誘電率(比誘電率)が高い絶縁材料膜、いわゆるHigh−k膜(高誘電率膜)である。なお、ダミーゲートDGの除去工程の後に、絶縁膜7を除去して、新たにフィンFBの主面FBa上にゲート絶縁膜GILを形成し、その後に、絶縁膜HKを形成しても良い。   Next, as shown in FIG. 21, the insulating film HK, the metal film ME1, and the metal film ME2 are sequentially deposited on the semiconductor substrate 1, that is, on the insulating film 7 inside the trench TR1 (on the bottom and side walls). A step of forming the insulating film HK, the metal film ME1, and the metal film ME2 to be performed is performed. Further, a CMP process is performed on the insulating film HK, the metal film ME1, and the metal film ME2, and the insulating film HK, the metal film ME1, and the metal film ME2 on the interlayer insulating film IL1 are removed. Thus, a stacked structure of the gate insulating film GIL, the insulating film HK, the metal film ME1, and the metal film ME2 made of the insulating film 7 is selectively formed in the trench TR1. Here, the insulating film HK is an insulating material film having a dielectric constant (relative dielectric constant) higher than that of silicon nitride, a so-called High-k film (high dielectric constant film). Alternatively, after the step of removing the dummy gate DG, the insulating film 7 may be removed, a gate insulating film GIL may be newly formed on the main surface FBa of the fin FB, and then the insulating film HK may be formed.

絶縁膜HKとしては、酸化ハフニウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化アルミニウム膜、酸化タンタル膜または酸化ランタン膜などの金属酸化物膜を用いることができる。絶縁膜HKは、例えば、ALD(Atomic layer Deposition:原子層堆積)法またはCVD法により形成することができる。   As the insulating film HK, a metal oxide film such as a hafnium oxide film, a zirconium oxide film, an aluminum oxide film, a tantalum oxide film, or a lanthanum oxide film can be used. The insulating film HK can be formed by, for example, an ALD (Atomic layer Deposition) method or a CVD method.

例えば、金属膜ME1は、チタンアルミニウム(TiAl)膜とし、金属膜ME2は、アルミニウム(Al)膜とすることができる。また、金属膜ME1と金属膜ME2との間に、チタン(Ti)膜または窒化チタン(TiN)膜あるいはそれらの積層膜を介在させ、トランジスタTrの閾値電圧を調整しても良い。   For example, the metal film ME1 can be a titanium aluminum (TiAl) film, and the metal film ME2 can be an aluminum (Al) film. Further, a threshold voltage of the transistor Tr may be adjusted by interposing a titanium (Ti) film, a titanium nitride (TiN) film, or a laminated film thereof between the metal film ME1 and the metal film ME2.

絶縁膜HKは、溝TR1の底部(底面)および側壁上に形成され、ゲート電極GEは、底部(底面)および側壁(側面)が絶縁膜HKに隣接する。ゲート電極GEと半導体基板1のフィンFBとの間には、絶縁膜GILと絶縁膜HKが介在しており、ゲート電極GEとサイドウォールスペーサSWとの間には、絶縁膜HKが介在している。ゲート電極GEの直下のゲート絶縁膜GILおよび絶縁膜HKがトランジスタTrのゲート絶縁膜として機能するが、絶縁膜HKは高誘電率膜であるため、高誘電率ゲート絶縁膜として機能する。   The insulating film HK is formed on the bottom (bottom) and the side wall of the trench TR1, and the bottom (bottom) and the side wall (side) of the gate electrode GE are adjacent to the insulating film HK. An insulating film GIL and an insulating film HK are interposed between the gate electrode GE and the fin FB of the semiconductor substrate 1, and an insulating film HK is interposed between the gate electrode GE and the sidewall spacer SW. Yes. The gate insulating film GIL and the insulating film HK immediately below the gate electrode GE function as the gate insulating film of the transistor Tr. However, since the insulating film HK is a high dielectric constant film, it functions as a high dielectric constant gate insulating film.

図22は、シリサイド層SC形成工程(ステップS16)を示している。先ず、半導体基板1上に所定のパターンを有する絶縁膜16を形成する工程を実施する。絶縁膜16は、例えば酸化シリコン膜などからなり、CVD法などを用いて形成することができる。絶縁膜16は、平面視において、ロジック部BのトランジスタTrのゲート電極GE覆い、メモリセル部Aを露出するようなパターン(平面形状)を有している。   FIG. 22 shows the silicide layer SC formation step (step S16). First, a step of forming an insulating film 16 having a predetermined pattern on the semiconductor substrate 1 is performed. The insulating film 16 is made of, for example, a silicon oxide film, and can be formed using a CVD method or the like. The insulating film 16 has a pattern (planar shape) that covers the gate electrode GE of the transistor Tr in the logic part B and exposes the memory cell part A in plan view.

次に、半導体基板1上に金属膜を堆積し、熱処理を施すことによって、制御ゲート電極CGおよびメモリゲート電極MGの主面上にシリサイド層SCを形成する。シリサイド層SCは、好ましくは、コバルトシリサイド層(金属膜がコバルト膜の場合)、ニッケルシリサイド層(金属膜がニッケル膜の場合)、または、白金添加ニッケルシリサイド層(金属膜がニッケル白金合金膜の場合)とすることができる。その後、未反応の金属膜をウェットエッチングなどにより除去する。図22にはこの段階の断面図が示されている。また、未反応の金属膜を除去した後に、更に熱処理を行うこともできる。また、ゲート電極GE上にはシリサイド層は形成されない。   Next, a metal film is deposited on the semiconductor substrate 1 and subjected to heat treatment, thereby forming a silicide layer SC on the main surfaces of the control gate electrode CG and the memory gate electrode MG. The silicide layer SC is preferably a cobalt silicide layer (when the metal film is a cobalt film), a nickel silicide layer (when the metal film is a nickel film), or a platinum-added nickel silicide layer (the metal film is a nickel platinum alloy film). If). Thereafter, the unreacted metal film is removed by wet etching or the like. FIG. 22 shows a cross-sectional view at this stage. Further, after the unreacted metal film is removed, further heat treatment can be performed. Further, no silicide layer is formed on the gate electrode GE.

次に、図3を用いて、層間絶縁膜IL2、プラグ電極PG、金属配線MWの形成工程(ステップS17)を説明する。シリサイド層SC上に層間絶縁膜IL2を形成する。層間絶縁膜IL2は、例えば、酸化シリコンを主体とした、酸化シリコン系の絶縁膜を用いることができる。層間絶縁膜IL2の形成後、層間絶縁膜IL2の上面をCMP法により研磨して、層間絶縁膜IL2の上面の平坦性を高めても良い。   Next, the step of forming the interlayer insulating film IL2, the plug electrode PG, and the metal wiring MW (step S17) will be described with reference to FIG. An interlayer insulating film IL2 is formed on the silicide layer SC. As the interlayer insulating film IL2, for example, a silicon oxide insulating film mainly composed of silicon oxide can be used. After the formation of the interlayer insulating film IL2, the upper surface of the interlayer insulating film IL2 may be polished by CMP to improve the flatness of the upper surface of the interlayer insulating film IL2.

次に、層間絶縁膜IL1およびIL2にコンタクトホール(開口部、貫通孔)CNTを形成する。コンタクトホールCNTは、メモリセルMCのソース領域MSおよびドレイン領域MD、ならびに、トランジスタTrのソース領域LSおよびドレイン領域LDの表面を露出している。   Next, contact holes (openings, through holes) CNT are formed in the interlayer insulating films IL1 and IL2. The contact hole CNT exposes the surfaces of the source region MS and drain region MD of the memory cell MC and the source region LS and drain region LD of the transistor Tr.

次に、コンタクトホールCNT内に、接続用の導電部材として、タングステン(W)などからなる導電性のプラグ電極PGを形成する。プラグ電極PGは、バリア導体膜(例えばチタン膜、窒化チタン膜、あるいは、それらの積層膜)と、バリア導体膜上に位置する主導体膜(タングステン膜)との積層構造となっている。プラグ電極PGは、メモリセルMCのソース領域MSおよびドレイン領域MD、ならびに、トランジスタTrのソース領域LSおよびドレイン領域LDに接触して、電気的に接続されている。   Next, a conductive plug electrode PG made of tungsten (W) or the like is formed in the contact hole CNT as a conductive member for connection. The plug electrode PG has a laminated structure of a barrier conductor film (for example, a titanium film, a titanium nitride film, or a laminated film thereof) and a main conductor film (tungsten film) located on the barrier conductor film. The plug electrode PG is in contact with and electrically connected to the source region MS and drain region MD of the memory cell MC and the source region LS and drain region LD of the transistor Tr.

次に、層間絶縁膜IL2上に金属配線MWを形成する。金属配線MWは、バリア導体膜(例えば窒化チタン膜、タンタル膜または窒化タンタル膜など)と、バリア導体膜上に形成された主導体膜(銅膜)の積層構造からなる。図3では、図面の簡略化のために、金属配線MWは、バリア導体膜および主導体膜を一体化して示してある。また、プラグ電極PGも同様である。   Next, a metal wiring MW is formed on the interlayer insulating film IL2. The metal wiring MW has a laminated structure of a barrier conductor film (for example, a titanium nitride film, a tantalum film, or a tantalum nitride film) and a main conductor film (copper film) formed on the barrier conductor film. In FIG. 3, for simplification of the drawing, the metal wiring MW is shown by integrating the barrier conductor film and the main conductor film. The same applies to the plug electrode PG.

<不揮発性メモリの動作について>
次に、不揮発性メモリの動作例について、図24を参照して説明する。
<Operation of nonvolatile memory>
Next, an operation example of the nonvolatile memory will be described with reference to FIG.

図23は、不揮発性メモリのメモリセルMCの等価回路図である。図24は、「書込」、「消去」および「読出」時における選択メモリセルの各部位への電圧の印加条件の一例を示す表である。図24の表には、「書込」、「消去」、「読出」時のそれぞれにおいて、図23に示すようなメモリセル(選択メモリセル)のメモリゲート電極MGに印加する電圧Vmg、ソース領域MSに印加する電圧Vs、制御ゲート電極CGに印加する電圧Vcg、ドレイン領域MDに印加する電圧Vd、およびp型ウエルPW1に印加する電圧Vbが記載されている。なお、図24の表に示したものは電圧の印加条件の好適な一例であり、これに限定されるものではなく、必要に応じて種々変更可能である。また、本実施の形態では、メモリトランジスタのゲート絶縁膜GIm中の絶縁膜IF2(電荷蓄積層である窒化シリコン膜)への電子の注入を「書込」、ホール(hole:正孔)の注入を「消去」と定義する。   FIG. 23 is an equivalent circuit diagram of the memory cell MC of the nonvolatile memory. FIG. 24 is a table showing an example of voltage application conditions to each part of the selected memory cell at the time of “write”, “erase”, and “read”. The table of FIG. 24 shows the voltage Vmg applied to the memory gate electrode MG of the memory cell (selected memory cell) as shown in FIG. 23 and the source region at the time of “write”, “erase”, and “read”. A voltage Vs applied to the MS, a voltage Vcg applied to the control gate electrode CG, a voltage Vd applied to the drain region MD, and a voltage Vb applied to the p-type well PW1 are described. Note that the table shown in the table of FIG. 24 is a preferred example of the voltage application conditions, and the present invention is not limited to this, and various changes can be made as necessary. In the present embodiment, the electron injection into the insulating film IF2 (silicon nitride film which is a charge storage layer) in the gate insulating film GIm of the memory transistor is “writing”, and the hole is injected. Is defined as “erase”.

書込み方式は、いわゆるSSI(Source Side Injection:ソースサイド注入)方式と呼ばれる、ソースサイド注入によるホットエレクトロン注入で書込みを行う書込み方式(ホットエレクトロン注入書込み方式)を用いることができる。例えば図24の「書込」の欄に示されるような電圧を、書込みを行う選択メモリセルの各部位に印加し、選択メモリセルのゲート絶縁膜GIm中の絶縁膜IF2中に電子を注入することで書込みを行う。この際、ホットエレクトロンは、2つのゲート電極(メモリゲート電極MGおよび制御ゲート電極CG)間の下のチャネル領域(ソース、ドレイン間)で発生し、メモリゲート電極MGの下の電荷蓄積層である絶縁膜IF2に注入される。つまり、半導体基板1側からホットエレクトロン(電子)が絶縁膜IF2に注入される。注入されたホットエレクトロン(電子)は、絶縁膜IF2中のトラップ準位に捕獲され、その結果、メモリトランジスタのしきい値電圧が上昇する。すなわち、メモリトランジスタは書込み状態となる。   As a writing method, a so-called SSI (Source Side Injection) method called a writing method (hot electron injection writing method) in which writing is performed by hot electron injection by source side injection can be used. For example, a voltage as shown in the “write” column of FIG. 24 is applied to each part of the selected memory cell to be written, and electrons are injected into the insulating film IF2 in the gate insulating film GIm of the selected memory cell. To write. At this time, hot electrons are generated in a channel region (between the source and drain) between the two gate electrodes (memory gate electrode MG and control gate electrode CG), and are a charge storage layer below the memory gate electrode MG. It is injected into the insulating film IF2. That is, hot electrons (electrons) are injected into the insulating film IF2 from the semiconductor substrate 1 side. The injected hot electrons (electrons) are captured by the trap level in the insulating film IF2, and as a result, the threshold voltage of the memory transistor rises. That is, the memory transistor is in a write state.

消去方法は、いわゆるFNトンネル方式による。つまり、メモリゲート電極MGから電荷蓄積層である絶縁膜IF2にホール注入することにより消去を行うものである。例えば図24の「消去」の欄に示されるような電圧を、消去を行う選択メモリセルの各部位に印加し、選択メモリセルの絶縁膜IF2中にホールを注入し、注入されていた電子と再結合させることによりメモリトランジスタのしきい値電圧を低下させる。すなわち、メモリトランジスタは消去状態となる。   The erasing method is based on a so-called FN tunnel method. That is, erasing is performed by injecting holes from the memory gate electrode MG into the insulating film IF2 that is the charge storage layer. For example, a voltage as shown in the “erase” column of FIG. 24 is applied to each part of the selected memory cell to be erased, holes are injected into the insulating film IF2 of the selected memory cell, and the injected electrons and The threshold voltage of the memory transistor is lowered by recombination. That is, the memory transistor is in an erased state.

読出し時には、例えば図24の「読出」の欄に示されるような電圧を、読出しを行う選択メモリセルの各部位に印加する。読出し時のメモリゲート電極MGに印加する電圧Vmgを、書込み状態におけるメモリトランジスタのしきい値電圧と消去状態におけるメモリトランジスタのしきい値電圧との間の値にすることで、書込み状態と消去状態とを判別することができる。   At the time of reading, for example, a voltage as shown in the “read” column of FIG. 24 is applied to each part of the selected memory cell to be read. By setting the voltage Vmg applied to the memory gate electrode MG at the time of reading to a value between the threshold voltage of the memory transistor in the writing state and the threshold voltage of the memory transistor in the erasing state, the writing state and the erasing state Can be discriminated.

次に、図25(a)は、本実施の形態のメモリセルの電荷捕獲領域を示す断面図である。図25(b)は、比較例であるメモリセルの電荷捕獲領域を示す断面図である。なお、図25(a)および図25(b)では、フィンFAの一つの側面FAsに沿う絶縁膜IF2が有する電子捕獲領域TR(e)およびホール捕獲領域TR(h)を示している。電子捕獲領域TR(e)は、電子の捕獲量が多い領域を示しており、電子捕獲領域TR(e)以外の領域にも電子が捕獲されている。ホール捕獲領域TR(h)も同様である。また、フィンFAの他の側面FAsに沿う絶縁膜IF2にも同様の電荷捕獲領域が形成されている。さらに、主面FAaに沿う絶縁膜IF2にも電荷捕獲領域が形成されているが、説明は省略する。   Next, FIG. 25A is a cross-sectional view showing a charge trap region of the memory cell of the present embodiment. FIG. 25B is a cross-sectional view showing a charge trapping region of a memory cell which is a comparative example. 25A and 25B show the electron trap region TR (e) and the hole trap region TR (h) included in the insulating film IF2 along one side surface FAs of the fin FA. The electron capture region TR (e) indicates a region where the amount of captured electrons is large, and electrons are captured in regions other than the electron capture region TR (e). The same applies to the hole capture region TR (h). A similar charge trap region is also formed in the insulating film IF2 along the other side surface FAs of the fin FA. Furthermore, although the charge trapping region is also formed in the insulating film IF2 along the main surface FAa, description thereof is omitted.

前述したように、書込み時には、基板1(又は、ウエル領域PW1)で発生した電子が、半導体基板1とメモリゲート電極MG間の電界により、電荷蓄積層である絶縁膜IF2内に注入されるが、図25(a)および(b)に示すように、フィンFAの上端の角部に電界E(W)が集中するため、その近傍に位置する絶縁膜IF2内に電子捕獲領域TR(e)が形成される。そして、消去時には、メモリゲートMG内のホールが、メモリゲート電極MGと半導体基板1間の電界により、電荷蓄積層である絶縁膜IF2内に注入されるが、図25(a)および(b)に示すように、メモリゲート電極MGの下端の角部に電界E(E)が集中するため、その近傍に位置する絶縁膜IF2内にホール捕獲領域TR(e)が形成される。   As described above, at the time of writing, electrons generated in the substrate 1 (or the well region PW1) are injected into the insulating film IF2 that is a charge storage layer by an electric field between the semiconductor substrate 1 and the memory gate electrode MG. As shown in FIGS. 25A and 25B, since the electric field E (W) is concentrated at the corner of the upper end of the fin FA, the electron trapping region TR (e) is formed in the insulating film IF2 located in the vicinity thereof. Is formed. At the time of erasing, holes in the memory gate MG are injected into the insulating film IF2 which is a charge storage layer by an electric field between the memory gate electrode MG and the semiconductor substrate 1, but FIGS. 25 (a) and 25 (b). As shown in FIG. 2, the electric field E (E) concentrates on the corner of the lower end of the memory gate electrode MG, so that the hole trapping region TR (e) is formed in the insulating film IF2 located in the vicinity thereof.

図25(a)に示すように、本実施の形態のメモリセルMCでは、メモリゲート電極MGと素子分離膜STM間にパッド絶縁膜PADを形成し、メモリゲート電極MGの下端をフィンFAの主面FAa側に上げたことにより、ホール捕獲領域TR(h)を電子捕獲領域TR(e)に接近させて、重ねることができる。その為、電子分布とホール分布のミスマッチを低減でき、フィン型不揮発性メモリセルのエンデュランスを向上することができる。   As shown in FIG. 25A, in the memory cell MC of the present embodiment, a pad insulating film PAD is formed between the memory gate electrode MG and the element isolation film STM, and the lower end of the memory gate electrode MG is the main of the FA. By raising to the surface FAa side, the hole trapping region TR (h) can be brought close to and overlapped with the electron trapping region TR (e). Therefore, mismatch between the electron distribution and the hole distribution can be reduced, and the endurance of the fin-type nonvolatile memory cell can be improved.

図25(b)の比較例では、ホール捕獲領域TR(h)が電子捕獲領域TR(e)から離れているため、電子分布とホール分布のミスマッチが発生し、フィン型不揮発性メモリセルのエンデュランスが低下する。   In the comparative example of FIG. 25B, since the hole trapping region TR (h) is separated from the electron trapping region TR (e), a mismatch between the electron distribution and the hole distribution occurs, and the endurance of the fin-type nonvolatile memory cell. Decreases.

<主要な特徴と効果について>
図26は、本実施の形態である半導体装置の要部平面図である。図26は、メモリセル部A2およびA3、ならびに、ロジック部B2の要部断面図である。
<Main features and effects>
FIG. 26 is a plan view of an essential part of the semiconductor device according to the present embodiment. FIG. 26 is a fragmentary cross-sectional view of the memory cell portions A2 and A3 and the logic portion B2.

先ず、メモリセル部A2およびA3について説明する。   First, the memory cell portions A2 and A3 will be described.

メモリゲート電極MGの下面の高さHmgは、制御ゲート電極CGの下面の高さHcgとは異なり、制御ゲート電極CGの下面の高さHcgよりも高い。ここで、高さは、半導体基板1の裏面1bを基準とする。また、下面とは、フィンFAの外側であって、メモリゲート電極MGまたは制御ゲート電極CGが、フィンFAと素子分離膜STMとの両方に近接する角部における下面を意味する。   Unlike the height Hcg of the lower surface of the control gate electrode CG, the height Hmg of the lower surface of the memory gate electrode MG is higher than the height Hcg of the lower surface of the control gate electrode CG. Here, the height is based on the back surface 1 b of the semiconductor substrate 1. Further, the lower surface means the lower surface at the corner portion outside the fin FA and where the memory gate electrode MG or the control gate electrode CG is close to both the fin FA and the element isolation film STM.

メモリゲート電極MGの下面の高さHmgは、制御ゲート電極CGの下面の高さHcgよりも、絶縁膜IF2、パッド絶縁膜PAD、および、絶縁膜IF3の膜厚分だけ高いので、次の関係式(式1)が成り立つ。
Hmg=Hcg+D(IF2+IF3+PAD)・・・(式1)
ここで、D(IF2+IF3+PAD)は、絶縁膜IF2、絶縁膜IF3、および、パッド絶縁膜PADの合計膜厚である。つまり、絶縁膜IF2、パッド絶縁膜PAD、および、絶縁膜IF3は、メモリゲート電極MGと素子分離膜STM間に存在しており、制御ゲート電極CGと素子分離膜STM間には存在しない。
The height Hmg of the lower surface of the memory gate electrode MG is higher than the height Hcg of the lower surface of the control gate electrode CG by the film thickness of the insulating film IF2, the pad insulating film PAD, and the insulating film IF3. Formula (Formula 1) holds.
Hmg = Hcg + D (IF2 + IF3 + PAD) (Formula 1)
Here, D (IF2 + IF3 + PAD) is the total film thickness of the insulating film IF2, the insulating film IF3, and the pad insulating film PAD. That is, the insulating film IF2, the pad insulating film PAD, and the insulating film IF3 exist between the memory gate electrode MG and the element isolation film STM, and do not exist between the control gate electrode CG and the element isolation film STM.

また、パッド絶縁膜PADが、制御ゲート電極CGの下には形成されず、メモリゲート電極MGの下に形成されているので、次の関係式(式2)も成り立つ。
Hmg>Hcg+D(IF2+IF3)・・・(式2)
ここで、D(IF2+IF3)は、絶縁膜IF2および絶縁膜IF3の合計膜厚である。
Further, since the pad insulating film PAD is not formed under the control gate electrode CG but under the memory gate electrode MG, the following relational expression (Formula 2) also holds.
Hmg> Hcg + D (IF2 + IF3) (Formula 2)
Here, D (IF2 + IF3) is the total film thickness of the insulating film IF2 and the insulating film IF3.

また、メモリゲート電極MGとフィンFAの側面FAsとのオーバーラップ量OLmgは、制御ゲート電極CGとフィンFAの側面FAsとのオーバーラップ量OLcgとは異なり、オーバーラップ量OLcgよりも小さい。なお、オーバーラップ量を、オーバーラップ長、重なり量、重なり長を呼ぶことも有る。   Further, the overlap amount OLmg between the memory gate electrode MG and the side surface FAs of the fin FA is different from the overlap amount OLcg between the control gate electrode CG and the side surface FAs of the fin FA and is smaller than the overlap amount OLcg. Note that the overlap amount is sometimes called an overlap length, an overlap amount, and an overlap length.

また、絶縁膜IF2、パッド絶縁膜PAD、および、絶縁膜IF3は、メモリゲート電極MGと素子分離膜STM間に存在しており、制御ゲート電極CGと素子分離膜STM間には存在しない。さらに、絶縁膜IF1の形成工程で、メモリゲート電極MG下のフィンFAの主面FAaが絶縁膜IF1の膜厚分だけ低くなることから、次の関係式(式3)が成り立つ。
OLmg=OLcg−D(IF1+IF2+IF3+PAD)・・・(式3)
ここで、D(IF1+IF2+IF3+PAD)は、絶縁膜IF1、絶縁膜IF2、絶縁膜IF3、および、パッド絶縁膜PADの合計膜厚である。
Further, the insulating film IF2, the pad insulating film PAD, and the insulating film IF3 exist between the memory gate electrode MG and the element isolation film STM, but do not exist between the control gate electrode CG and the element isolation film STM. Further, in the step of forming the insulating film IF1, the main surface FAa of the fin FA below the memory gate electrode MG is lowered by the film thickness of the insulating film IF1, so the following relational expression (Formula 3) is established.
OLmg = OLcg-D (IF1 + IF2 + IF3 + PAD) (Formula 3)
Here, D (IF1 + IF2 + IF3 + PAD) is the total film thickness of the insulating film IF1, the insulating film IF2, the insulating film IF3, and the pad insulating film PAD.

また、パッド絶縁膜PADが、制御ゲート電極CGの下には形成されず、メモリゲート電極MGの下に形成されているので、次の関係式(式4)も成り立つ。
OLmg<OLcg−D(IF1+IF2+IF3)・・・(式4)
ここで、D(IF1+IF2+IF3)は、絶縁膜IF1、絶縁膜IF2、および、絶縁膜IF3の合計膜厚である。
Further, since the pad insulating film PAD is not formed under the control gate electrode CG but is formed under the memory gate electrode MG, the following relational expression (Formula 4) also holds.
OLmg <OLcg-D (IF1 + IF2 + IF3) (Formula 4)
Here, D (IF1 + IF2 + IF3) is the total film thickness of the insulating film IF1, the insulating film IF2, and the insulating film IF3.

上記の特徴により、パッド絶縁膜PADが、制御ゲート電極CGの下には形成されず、メモリゲート電極MGの下に形成されているので、例えば、制御ゲート電極CGとフィンFAとのオーバーラップ量を低減させることなく、メモリゲート電極MGとフィンFAとのオーバーラップ量を低減させることができる。従って、制御トランジスタCTの駆動能力の向上およびメモリトランジスタMTのエンデュランスを向上できる。つまり、フィン型不揮発性メモリを有する半導体装置の性能を向上することができる。   Due to the above feature, since the pad insulating film PAD is not formed under the control gate electrode CG but under the memory gate electrode MG, for example, the overlap amount of the control gate electrode CG and the fin FA The amount of overlap between the memory gate electrode MG and the fin FA can be reduced without reducing. Therefore, the drive capability of the control transistor CT and the endurance of the memory transistor MT can be improved. That is, the performance of a semiconductor device having a fin-type nonvolatile memory can be improved.

また、フィン型不揮発性メモリとしたことにより、サブスレッショルド特性が向上し、高速読出しが可能となる。   Further, by using the fin type nonvolatile memory, the subthreshold characteristic is improved, and high-speed reading is possible.

次に、メモリセル部A3とロジック部B2について説明する。   Next, the memory cell part A3 and the logic part B2 will be described.

ロジック部B2には、パッド絶縁膜PADを設けていない。つまり、パッド絶縁膜PADは、メモリゲート電極MGと素子分離膜STM間に存在しており、ゲート電極GEと素子分離膜STL間には存在しない。メモリゲート電極MGの下面の高さHmgは、ゲート電極GEの下面の高さHgeとは異なり、ゲート電極GEの下面の高さHgeよりも高い。   The logic part B2 is not provided with the pad insulating film PAD. That is, the pad insulating film PAD exists between the memory gate electrode MG and the element isolation film STM, and does not exist between the gate electrode GE and the element isolation film STL. The height Hmg of the lower surface of the memory gate electrode MG is different from the height Hge of the lower surface of the gate electrode GE, and is higher than the height Hge of the lower surface of the gate electrode GE.

また、ゲート電極GEとフィンFBの側面FBsとのオーバーラップ(重なり)量OLgeは、メモリゲート電極MGとフィンFAの側面FAsとのオーバーラップ(重なり)量OLmgとは異なり、オーバーラップ(重なり)量OLmgよりも大きい。   Further, the overlap amount OLge between the gate electrode GE and the side surface FBs of the fin FB is different from the overlap amount OLmg between the memory gate electrode MG and the side surface FAs of the fin FA. Greater than amount OLmg.

ロジック部BのトランジスタTrのゲート電極GEとフィンFBの側面FBsとのオーバーラップ(重なり)量OLgeを増加させたことにより、トランジスタTrの駆動能力を向上でき、高速動作が可能となる。また、トランジスタTrの駆動能力を向上し、かつ、メモリトランジスタMTのエンデュランスを向上できる。   By increasing the overlap amount OLge between the gate electrode GE of the transistor Tr of the logic part B and the side surface FBs of the fin FB, the driving capability of the transistor Tr can be improved and high-speed operation is possible. In addition, the driving capability of the transistor Tr can be improved, and the endurance of the memory transistor MT can be improved.

また、本実施の形態の製造方法によれば、絶縁膜11の上にパッド絶縁膜PADを形成しているため、パッド絶縁膜PADの形成工程(ステップS8)において、制御ゲート電極CG下のゲート絶縁膜GItにサイドエッチングが入り、制御トランジスタCTの特性が悪化するのを防止できる。   Further, according to the manufacturing method of the present embodiment, since the pad insulating film PAD is formed on the insulating film 11, in the step of forming the pad insulating film PAD (step S8), the gate below the control gate electrode CG It can be prevented that side etching enters the insulating film GIt and the characteristics of the control transistor CT deteriorate.

つまり、図12に示すように、パッド絶縁膜PADを形成する為の酸化シリコン膜からなる絶縁膜12とゲート絶縁膜GItの間には、窒化シリコン膜からなる絶縁膜11が介在している。従って、図13に示すように、絶縁膜12に等方性エッチングを施して、フィンFAよりも低いパッド絶縁膜PADを形成する際に、絶縁膜11がエッチングストッパとして機能する為、ゲート絶縁膜GItがサイドエッチングされるのを防止することができる。   That is, as shown in FIG. 12, the insulating film 11 made of a silicon nitride film is interposed between the insulating film 12 made of a silicon oxide film and the gate insulating film GIt for forming the pad insulating film PAD. Therefore, as shown in FIG. 13, when the insulating film 12 is isotropically etched to form a pad insulating film PAD lower than the fin FA, the insulating film 11 functions as an etching stopper. The side etching of GIt can be prevented.

<変形例1>
変形例1は、上記実施の形態の変形例であり、パッド絶縁膜PAD2の形成位置が異なる。その他の特徴は、上記実施の形態と同様である。図27は、変形例1における半導体装置の要部断面図である。メモリセル部A3において、パッド絶縁膜PAD2は、絶縁膜IF2の下に配置されている。言い換えると、絶縁膜IF2と素子分離膜STMの間に配置されている。パッド絶縁膜PAD2は、上記実施の形態のパッド絶縁膜PADと同様の膜質(膜材料)、膜厚である。また、パッド絶縁膜PAD2は、メモリゲート電極MGの下に形成されており、フィンFAの主面FAa上、制御ゲート電極CGの下およびロジック部Bには形成されていない。
<Modification 1>
Modification 1 is a modification of the above-described embodiment, and the formation position of the pad insulating film PAD2 is different. Other features are the same as in the above embodiment. FIG. 27 is a cross-sectional view of a main part of the semiconductor device according to the first modification. In the memory cell portion A3, the pad insulating film PAD2 is disposed under the insulating film IF2. In other words, it is disposed between the insulating film IF2 and the element isolation film STM. The pad insulating film PAD2 has the same film quality (film material) and film thickness as the pad insulating film PAD of the above embodiment. The pad insulating film PAD2 is formed under the memory gate electrode MG, and is not formed over the main surface FAa of the fin FA, under the control gate electrode CG, and in the logic part B.

次に、変形例1の半導体装置の製造方法を説明する。図28〜図30は、変形例1における半導体装置の製造工程中の要部断面図である。   Next, a method for manufacturing the semiconductor device of Modification 1 will be described. 28 to 30 are main-portion cross-sectional views during the manufacturing process of the semiconductor device in Modification 1.

上記実施の形態では、図12を用いて説明した、絶縁膜10および11の形成工程(ステップS7)の後に、パッド絶縁膜PADの形成工程(ステップS8)を実施したが、変形例1では、パッド絶縁膜PAD2の形成工程(ステップS8)の後に、絶縁膜10および11の形成工程(ステップS7)を実施する。なお、それ以外の工程は、上記実施の形態と同様である。   In the above embodiment, the formation process (step S8) of the pad insulation film PAD is performed after the formation process (step S7) of the insulation films 10 and 11 described with reference to FIG. After the step of forming the pad insulating film PAD2 (Step S8), the step of forming the insulating films 10 and 11 (Step S7) is performed. The other steps are the same as in the above embodiment.

図28は、後述するパッド絶縁膜PAD2の形成工程(ステップS8)の一部の工程を示している。前述の制御ゲート電極CGの形成工程(ステップS6)の後に、メモリセル部A3において、フィンFAの主面FAaおよび側面FAsを覆うように、フィンFAの高さ以上の膜厚の絶縁膜12を形成する。絶縁膜12は、例えば、酸化シリコン膜からなる。絶縁膜12を形成する為に、酸化シリコン膜をフィンFAの主面FAaおよび側面FAs上に堆積し、この酸化シリコン膜にCMP研磨を施し、メモリセル部A1およびA2の制御ゲート電極CG上に形成された絶縁膜9を露出させることにより、絶縁膜12を形成する。   FIG. 28 shows a part of the process of forming the pad insulating film PAD2 (step S8) described later. After the above-described control gate electrode CG formation step (step S6), in the memory cell portion A3, the insulating film 12 having a film thickness equal to or larger than the height of the fin FA is formed so as to cover the main surface FAa and the side surface FAs of the fin FA. Form. The insulating film 12 is made of, for example, a silicon oxide film. In order to form the insulating film 12, a silicon oxide film is deposited on the main surface FAa and the side surface FAs of the fin FA, and this silicon oxide film is subjected to CMP polishing on the control gate electrodes CG of the memory cell portions A1 and A2. The insulating film 12 is formed by exposing the formed insulating film 9.

図29は、図28に続くパッド絶縁膜PAD2の形成工程(ステップS8)の一部の工程を示している。絶縁膜12に等方性エッチングを実施し、フィンFAの主面FAa上の絶縁膜12を除去する。さらに、等方性エッチングを継続して、素子分離膜STM上に選択的に絶縁膜12を残し、パッド絶縁膜PAD2を形成する。パッド絶縁膜PAD2の膜厚および平面視における形成領域は、パッド絶縁膜PADと同様である。   FIG. 29 shows a part of the process of forming the pad insulating film PAD2 (step S8) following FIG. Isotropic etching is performed on the insulating film 12 to remove the insulating film 12 on the main surface FAa of the fin FA. Further, isotropic etching is continued to selectively leave the insulating film 12 on the element isolation film STM and form the pad insulating film PAD2. The film thickness of the pad insulating film PAD2 and the formation region in plan view are the same as those of the pad insulating film PAD.

図30は、パッド絶縁膜PAD2の形成工程に続く、絶縁膜10および11の形成工程(ステップS7)および絶縁膜13の形成工程(ステップS9)を示している。フィンFAの主面FAaおよび側面FAsに絶縁膜10および11を順に形成する。絶縁膜10は、フィンFAの主面FAaおよび側面FAsを熱酸化して形成した酸化シリコン膜であり、その膜厚は4nmであり、ゲート絶縁膜GItの膜厚よりも厚い。次に、絶縁膜11は、窒化シリコン膜からなり、その膜厚は7nmとする。次に、絶縁膜11上に絶縁膜13を形成する。絶縁膜13は、例えば、酸窒化シリコン膜からなり、その膜厚を9nmとする。絶縁膜11および13は、メモリセル部A3において、パッド絶縁膜PAD2上に形成される。この後に、上記実施の形態のステップS10以降の工程を実施する。   FIG. 30 shows a step of forming insulating films 10 and 11 (step S7) and a step of forming insulating film 13 (step S9) following the step of forming pad insulating film PAD2. Insulating films 10 and 11 are formed in this order on main surface FAa and side surface FAs of fin FA. The insulating film 10 is a silicon oxide film formed by thermally oxidizing the main surface FAa and the side surface FAs of the fin FA, and the film thickness thereof is 4 nm, which is larger than the film thickness of the gate insulating film GIt. Next, the insulating film 11 is made of a silicon nitride film and has a thickness of 7 nm. Next, the insulating film 13 is formed on the insulating film 11. The insulating film 13 is made of, for example, a silicon oxynitride film and has a thickness of 9 nm. The insulating films 11 and 13 are formed on the pad insulating film PAD2 in the memory cell portion A3. After this, the process after step S10 of the said embodiment is implemented.

変形例1の半導体装置の製造方法によれば、パッド絶縁膜PAD2を形成した後に、電荷蓄積層となる絶縁膜11を形成するため、絶縁膜11の表面が、パッド絶縁膜PAD2の形成工程のエッチングダメージを受けることがない。つまり、絶縁膜11のエッチングダメージによる電荷保持特性の劣化を防止することができる。   According to the method of manufacturing the semiconductor device of the first modification, after the pad insulating film PAD2 is formed, the insulating film 11 serving as the charge storage layer is formed, so that the surface of the insulating film 11 is in the process of forming the pad insulating film PAD2. No etching damage. That is, it is possible to prevent deterioration of charge retention characteristics due to etching damage of the insulating film 11.

<変形例2>
変形例2は、上記実施の形態の変形例であり、上記実施の形態は、スプリットゲート型セルであったが、変形例2は、シングルゲート型セルからなる不揮発性メモリである点が相違点である。また、ロジック部のトランジスタのゲート電極構造も相違している。
<Modification 2>
Modified example 2 is a modified example of the above embodiment, and the above embodiment is a split gate type cell. However, modified example 2 is a nonvolatile memory composed of a single gate type cell. It is. The gate electrode structure of the transistor in the logic part is also different.

変形例2では、メモリセルMC2、メモリゲート電極MG2、パッド絶縁膜PAD3、トランジスタTr2、ゲート電極GE2等の符号を用いる。その他、上記実施の形態と共通する部分には同様の符号を付している。   In the second modification, symbols such as the memory cell MC2, the memory gate electrode MG2, the pad insulating film PAD3, the transistor Tr2, and the gate electrode GE2 are used. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is common in the said embodiment.

図31は、変形例2における半導体装置の要部平面図である。図32は、変形例2における半導体装置の要部断面図である。図32では、メモリセル部Aの2つの断面図と、ロジック部Bの2つの断面図を示している。メモリセル部A1は、図31のA1−A1´に沿う断面図、メモリセル部A3は、図31のA3−A3´に沿う断面図、ロジック部B1は、図31のB1−B1´に沿う断面図、ロジック部B2は、図31のB2−B2´に沿う断面図である。   FIG. 31 is a main part plan view of the semiconductor device according to the second modification. FIG. 32 is a cross-sectional view of main parts of a semiconductor device according to Modification 2. In FIG. 32, two cross-sectional views of the memory cell portion A and two cross-sectional views of the logic portion B are shown. The memory cell portion A1 is a cross-sectional view taken along A1-A1 ′ in FIG. 31, the memory cell portion A3 is a cross-sectional view taken along A3-A3 ′ in FIG. 31, and the logic portion B1 is taken along B1-B1 ′ in FIG. The cross-sectional view and the logic part B2 are cross-sectional views taken along B2-B2 'of FIG.

図31に示すように、メモリセル部Aには、X方向に延在する複数のフィンFAが、Y方向に等間隔に配置されている。複数のフィンFA上には、複数のフィンFAと交差して、Y方向(X方向と直交する方向)に延在する複数のメモリゲート電極MG2が配置されている。メモリゲート電極MG2を挟むように、メモリゲート電極MG2の両端にドレイン領域MDとソース領域MSが形成されている。つまり、メモリセルMC2は、シングルゲート型セルである。   As shown in FIG. 31, in the memory cell portion A, a plurality of fins FA extending in the X direction are arranged at equal intervals in the Y direction. A plurality of memory gate electrodes MG2 extending in the Y direction (direction orthogonal to the X direction) are arranged on the plurality of fins FA so as to intersect the plurality of fins FA. A drain region MD and a source region MS are formed at both ends of the memory gate electrode MG2 so as to sandwich the memory gate electrode MG2. That is, the memory cell MC2 is a single gate type cell.

また、ロジック部BのトランジスタTr2は、そのゲート電極GE2と、ゲート電極GE2を挟むように、ゲート電極GE2の両端に、フィンFBに形成されたドレイン領域LDおよびソース領域LSとを有している。   Further, the transistor Tr2 in the logic part B has the gate electrode GE2 and the drain region LD and the source region LS formed in the fin FB at both ends of the gate electrode GE2 so as to sandwich the gate electrode GE2. .

次に、図32を用いてメモリセルMC2およびトランジスタTr2の構造について説明する。   Next, the structure of the memory cell MC2 and the transistor Tr2 will be described with reference to FIG.

メモリセルMC2は、メモリゲート電極(ゲート電極)MG2、ドレイン領域MD、および、ソース領域MSを有する。メモリゲート電極(ゲート電極)MG2は、フィンFAの主面FAaおよび側面FAsに沿って形成されており、メモリゲート電極MG2と半導体基板1(又は、p型ウエルPW1)との間には、ゲート絶縁膜GImが介在している。ゲート絶縁膜GImは、前述の絶縁膜IF1、IF2、および、IF3の積層構造で構成されている。また、メモリセル部Aにおいて、フィンFAの外部(周囲)には、パッド絶縁膜PAD3が形成されている。   The memory cell MC2 has a memory gate electrode (gate electrode) MG2, a drain region MD, and a source region MS. The memory gate electrode (gate electrode) MG2 is formed along the main surface FAa and the side surface FAs of the fin FA, and there is a gate between the memory gate electrode MG2 and the semiconductor substrate 1 (or the p-type well PW1). An insulating film GIm is interposed. The gate insulating film GIm has a stacked structure of the above-described insulating films IF1, IF2, and IF3. In the memory cell portion A, a pad insulating film PAD3 is formed outside (around) the fin FA.

ロジック部Bには、フィンFBの主面FBaおよび側面FBs上には、ゲート絶縁膜GILを介してゲート電極GE2が形成されており、ゲート電極GE2を挟むように、フィンFBには、ドレイン領域LDおよびソース領域LSが形成されている。ロジック部Bには、パッド絶縁膜PAD3は形成されていない。   In the logic part B, the gate electrode GE2 is formed on the main surface FBa and the side surface FBs of the fin FB via the gate insulating film GIL, and the fin FB includes a drain region so as to sandwich the gate electrode GE2. LD and source region LS are formed. In the logic part B, the pad insulating film PAD3 is not formed.

次に、変形例2の半導体装置の製造方法を説明する。図33〜図38は、変形例2の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。   Next, a method for manufacturing the semiconductor device of Modification 2 will be described. 33 to 38 are main-portion cross-sectional views during the manufacturing process of the semiconductor device of Modification 2.

先ず、上記実施の形態のステップS1〜ステップS4を実施して、図33に示す、フィンFAおよびFBを有する半導体基板1を準備する。   First, steps S1 to S4 of the above embodiment are performed to prepare the semiconductor substrate 1 having the fins FA and FB shown in FIG.

次に、図34に示すように、上記実施の形態のステップS7を実施する。フィンFAの主面FAaおよび側面FAsならびにフィンFBの主面FBaおよびFBsに、前述の絶縁膜10および11を順に形成する。   Next, as shown in FIG. 34, step S7 of the above embodiment is performed. The aforementioned insulating films 10 and 11 are formed in this order on the main surface FAa and side surface FAs of the fin FA and the main surfaces FBa and FBs of the fin FB.

また、図34は、後述するパッド絶縁膜PAD3の形成工程(ステップS8)の一部の工程を示している。メモリセル部A3およびロジック部B2において、フィンFAの主面FAaおよび側面FAsならびにフィンFBの主面FBaおよび側面FBsを覆うように、フィンFAおよびFBの高さ以上の膜厚の絶縁膜12を形成する。絶縁膜12は、例えば、酸化シリコン膜からなる。絶縁膜12を形成する為に、酸化シリコン膜を絶縁膜11上に堆積し、この酸化シリコン膜にCMP研磨を施し、メモリセル部A1およびA3のメモリゲート電極MG上に形成された絶縁膜11を露出させることにより、絶縁膜12を形成する。   FIG. 34 shows a part of the process of forming a pad insulating film PAD3 (step S8) described later. In the memory cell portion A3 and the logic portion B2, the insulating film 12 having a film thickness equal to or greater than the height of the fins FA and FB is formed so as to cover the main surface FAa and the side surface FAs of the fin FA and the main surface FBa and the side surface FBs of the fin FB. Form. The insulating film 12 is made of, for example, a silicon oxide film. In order to form the insulating film 12, a silicon oxide film is deposited on the insulating film 11, and this silicon oxide film is subjected to CMP polishing, and the insulating film 11 formed on the memory gate electrodes MG of the memory cell portions A1 and A3. The insulating film 12 is formed by exposing.

図35は、図34に続くパッド絶縁膜PAD3の形成工程(ステップS8)の一部の工程を示している。上記実施の形態と同様にパッド絶縁膜PAD3を形成する。変形例2では、ロジック部B2にもパッド絶縁膜PAD3が形成される。   FIG. 35 shows a part of the process of forming the pad insulating film PAD3 (step S8) following FIG. A pad insulating film PAD3 is formed as in the above embodiment. In the second modification, the pad insulating film PAD3 is also formed in the logic part B2.

次に、図35に示すように、絶縁膜13の形成工程(ステップS9)を実施する。パッド絶縁膜PAD3上に絶縁膜13を形成する。   Next, as shown in FIG. 35, the step of forming the insulating film 13 (step S9) is performed. An insulating film 13 is formed on the pad insulating film PAD3.

次に、図36に示すように、例えば、メモリセル部Aを覆い、ロジック部Bを露出するレジスト膜(図示せず)をマスクとして、ロジック部Bの絶縁膜13、11、および、10、ならびに、パッド絶縁膜PAD3を除去し、フィンFBの主面FBaおよび側面FBsを露出した後、フィンFBの主面FBaおよび側面FBsに絶縁膜20を形成する。絶縁膜20は、酸化シリコン膜、酸窒化シリコン膜、または、High−k膜、あるいは、これらの積層膜からなる。なお、メモリセル部Aを覆い、ロジック部Bを露出するレジスト膜は、絶縁膜20の形成前に除去しておく。   Next, as shown in FIG. 36, for example, the insulating films 13, 11, and 10 of the logic part B are covered with a resist film (not shown) that covers the memory cell part A and exposes the logic part B as a mask. In addition, after the pad insulating film PAD3 is removed and the main surface FBa and the side surface FBs of the fin FB are exposed, the insulating film 20 is formed on the main surface FBa and the side surface FBs of the fin FB. The insulating film 20 is made of a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, a high-k film, or a laminated film thereof. Note that the resist film that covers the memory cell portion A and exposes the logic portion B is removed before the insulating film 20 is formed.

次に、図37に示すように、メモリゲート電極MGの形成工程(ステップS10)を実施する。絶縁膜13および絶縁膜20の上に導体膜14を堆積した後、この導体膜14にCMP処理を施して、導体膜14の表面を平坦化する。次に、導体膜14をパターニングすることにより、メモリセル部Aにメモリゲート電極MG2を、ロジック部Bにゲート電極GE2を形成する。さらに、絶縁膜13、11、および、10にエッチング処理を施して、メモリゲート電極MG2と等しい平面形状の絶縁膜IF3、IF2、および、IF1を形成する。絶縁膜IF3、IF2、および、IF1は、メモリセルMC2のゲート絶縁膜GImとして機能する。また、ロジック部Bでは、絶縁膜20をゲート電極GE2と等しい平面形状に加工し、ゲート絶縁膜GILを形成する。   Next, as shown in FIG. 37, the step of forming the memory gate electrode MG (step S10) is performed. After the conductor film 14 is deposited on the insulating film 13 and the insulating film 20, the conductor film 14 is subjected to CMP treatment to flatten the surface of the conductor film 14. Next, the conductive film 14 is patterned to form the memory gate electrode MG2 in the memory cell portion A and the gate electrode GE2 in the logic portion B. Furthermore, the insulating films 13, 11, and 10 are etched to form insulating films IF3, IF2, and IF1 having a planar shape equal to the memory gate electrode MG2. The insulating films IF3, IF2, and IF1 function as the gate insulating film GIm of the memory cell MC2. In the logic part B, the insulating film 20 is processed into a planar shape equal to the gate electrode GE2, thereby forming the gate insulating film GIL.

また、図37に示すように、n型半導体領域(不純物拡散層)EX1,EX2,EX3の形成工程(ステップS12)を実施して、メモリゲート電極MG2の両端にn型半導体領域EX1およびEX2を、ゲート電極GE2の両端にn型半導体領域EX3を形成する。 In addition, as shown in FIG. 37, the step of forming n type semiconductor regions (impurity diffusion layers) EX1, EX2 and EX3 (step S12) is performed, and n type semiconductor regions EX1 and EX2 are formed at both ends of the memory gate electrode MG2. In EX2, n type semiconductor regions EX3 are formed at both ends of the gate electrode GE2.

次に、図38に示すように、サイドウォールスペーサSWおよびn型半導体領域(不純物拡散層)SD1,SD2,SD3の形成工程(ステップS13)を実施する。そして、メモリゲート電極MG2およびゲート電極GE2の側壁上にサイドウォールスペーサSWを形成する。さらに、メモリゲート電極MG2の両端にn型半導体領域SD1およびSD2を形成し、ゲート電極GE2の両端にn型半導体領域SD3を形成する。 Next, as shown in FIG. 38, a step of forming sidewall spacers SW and n + type semiconductor regions (impurity diffusion layers) SD1, SD2, SD3 (step S13) is performed. Then, sidewall spacers SW are formed on the sidewalls of the memory gate electrode MG2 and the gate electrode GE2. Further, n + type semiconductor regions SD1 and SD2 are formed at both ends of the memory gate electrode MG2, and n + type semiconductor regions SD3 are formed at both ends of the gate electrode GE2.

さらに、シリサイド層SC形成工程(ステップS16)、および、層間絶縁膜IL2、プラグ電極PG、金属配線MWの形成工程(ステップS17)を実施して、図32に示す変形例2の半導体装置が完成する。   Further, the silicide layer SC forming step (step S16) and the step of forming the interlayer insulating film IL2, the plug electrode PG, and the metal wiring MW (step S17) are performed, and the semiconductor device of the modified example 2 shown in FIG. 32 is completed. To do.

次に、変形例2の不揮発性メモリの動作例について、図40を参照して説明する。   Next, an operation example of the nonvolatile memory according to Modification 2 will be described with reference to FIG.

図39は、変形例2のメモリセルMC2の等価回路図である。図40は、「書込」および「消去」時における選択メモリセルの各部位への電圧の印加条件の一例を示す表である。図40の表には、「書込」、「消去」時のそれぞれにおいて、図39に示すようなメモリセル(選択メモリセル)のメモリゲート電極MG2に印加する電圧Vmg、ソース領域MSに印加する電圧Vs、ドレイン領域MDに印加する電圧Vd、およびp型ウエルPW1に印加する電圧Vbが記載されている。なお、図40の表に示したものは電圧の印加条件の好適な一例であり、これに限定されるものではなく、必要に応じて種々変更可能である。また、本実施の形態では、メモリセルMC2のゲート絶縁膜GIm中の絶縁膜IF2(電荷蓄積層である窒化シリコン膜)への電子の注入を「書込」、ホール(hole:正孔)の注入を「消去」と定義する。   FIG. 39 is an equivalent circuit diagram of the memory cell MC2 of the second modification. FIG. 40 is a table showing an example of voltage application conditions to each part of the selected memory cell at the time of “write” and “erase”. In the table of FIG. 40, the voltage Vmg applied to the memory gate electrode MG2 of the memory cell (selected memory cell) as shown in FIG. 39 and the source region MS are applied at the time of “write” and “erase”. The voltage Vs, the voltage Vd applied to the drain region MD, and the voltage Vb applied to the p-type well PW1 are described. Note that what is shown in the table of FIG. 40 is a preferred example of voltage application conditions, and is not limited to this, and can be variously changed as necessary. Further, in the present embodiment, the injection of electrons into the insulating film IF2 (silicon nitride film that is a charge storage layer) in the gate insulating film GIm of the memory cell MC2 is “writing”, and holes (holes) are formed. The injection is defined as “erase”.

書込み方式は、いわゆるCHE(Channel Hot Electron:チャネルホットエレクトロン注入)方式と呼ばれる書込み方式を用いることができる。例えば図40の「書込」の欄に示されるような電圧を、書込みを行う選択メモリセルの各部位に印加し、選択メモリセルのゲート絶縁膜GIm中の絶縁膜IF2中に電子を注入することで書込みを行う。この際、ホットエレクトロンは、メモリゲート電極MG2の下のチャネル領域(ソース、ドレイン間)で発生し、メモリゲート電極MG2の下の電荷蓄積層である絶縁膜IF2に注入される。つまり、半導体基板1側からホットエレクトロン(電子)が絶縁膜IF2に注入される。注入されたホットエレクトロン(電子)は、絶縁膜IF2中のトラップ準位に捕獲され、その結果、メモリセルのしきい値電圧が上昇する。すなわち、メモリセルは書込み状態となる。   As the writing method, a so-called CHE (Channel Hot Electron: Channel Hot Electron Injection) method can be used. For example, a voltage as shown in the “write” column of FIG. 40 is applied to each part of the selected memory cell to be written, and electrons are injected into the insulating film IF2 in the gate insulating film GIm of the selected memory cell. To write. At this time, hot electrons are generated in the channel region (between the source and drain) under the memory gate electrode MG2, and injected into the insulating film IF2 which is a charge storage layer under the memory gate electrode MG2. That is, hot electrons (electrons) are injected into the insulating film IF2 from the semiconductor substrate 1 side. The injected hot electrons (electrons) are captured by the trap level in the insulating film IF2, and as a result, the threshold voltage of the memory cell rises. That is, the memory cell is in a write state.

消去方法は、いわゆるFNトンネル方式による。つまり、メモリゲート電極MG2から電荷蓄積層である絶縁膜IF2にホール注入することにより消去を行うものである。例えば図40の「消去」の欄に示されるような電圧を、消去を行う選択メモリセルの各部位に印加し、選択メモリセルの絶縁膜IF2中にホールを注入し、注入されていた電子と再結合させることによりメモリセルのしきい値電圧を低下させる。すなわち、メモリセルは消去状態となる。   The erasing method is based on a so-called FN tunnel method. That is, erasing is performed by injecting holes from the memory gate electrode MG2 into the insulating film IF2 that is the charge storage layer. For example, a voltage as shown in the “erase” column of FIG. 40 is applied to each part of the selected memory cell to be erased, holes are injected into the insulating film IF2 of the selected memory cell, and the injected electrons and The threshold voltage of the memory cell is lowered by recombination. That is, the memory cell is in an erased state.

このように、「書込」時には、半導体基板1側から電荷蓄積層である絶縁膜IF2に電子を注入し、「消去」時には、メモリゲート電極MG2から絶縁膜IF2にホールを注入する方式であるため、変形例2のフィン型不揮発性メモリセルでも、パッド絶縁膜PAD3を設けることが有効である。つまり、フィンFAの主面FAaおよび側面FAsに沿ってメモリゲート電極MG2および電荷蓄積層である絶縁膜IF2を形成したシングルゲート型セルにおいても、パッド絶縁膜PAD3を設けない場合には、図25(b)で説明したように、電子分布とホール分布のミスマッチが発生し、フィン型不揮発性メモリセルのエンデュランスが低下するからである。   As described above, at the time of “writing”, electrons are injected from the semiconductor substrate 1 side into the insulating film IF2 that is the charge storage layer, and at the time of “erasing”, holes are injected from the memory gate electrode MG2 to the insulating film IF2. Therefore, it is effective to provide the pad insulating film PAD3 even in the fin-type nonvolatile memory cell of the second modification. That is, even in the single gate type cell in which the memory gate electrode MG2 and the insulating film IF2 that is the charge storage layer are formed along the main surface FAa and the side surface FAs of the fin FA, when the pad insulating film PAD3 is not provided, FIG. This is because, as described in (b), a mismatch between the electron distribution and the hole distribution occurs, and the endurance of the fin-type nonvolatile memory cell is lowered.

変形例2においても、パッド絶縁膜PAD3は、メモリゲート電極MG2と素子分離膜STM間に存在しており、ゲート電極GE2と素子分離膜STL間には存在しない。従って、上記実施の形態で図26を用いて説明したメモリゲート電極MGとロジック部B2のトランジスタTrのゲート電極GEとの関係は、変形例2でも同様である。つまり、メモリゲート電極MG2の下面の高さHmg2は、ゲート電極GE2の下面の高さHge2とは異なり、ゲート電極GE2の下面の高さHge2よりも高い。また、ゲート電極GE2とフィンFBの側面FBsとのオーバーラップ(重なり)量OLge2は、メモリゲート電極MGとフィンFAの側面FAsとのオーバーラップ(重なり)量OLmg2とは異なり、オーバーラップ(重なり)量OLmg2よりも大きい。   Also in the second modification, the pad insulating film PAD3 exists between the memory gate electrode MG2 and the element isolation film STM, and does not exist between the gate electrode GE2 and the element isolation film STL. Therefore, the relationship between the memory gate electrode MG and the gate electrode GE of the transistor Tr in the logic portion B2 described in the above embodiment with reference to FIG. That is, the height Hmg2 of the lower surface of the memory gate electrode MG2 is different from the height Hge2 of the lower surface of the gate electrode GE2, and is higher than the height Hge2 of the lower surface of the gate electrode GE2. Further, the overlap amount OLge2 between the gate electrode GE2 and the side surface FBs of the fin FB is different from the overlap amount OLmg2 between the memory gate electrode MG and the side surface FAs of the fin FA. Greater than amount OLmg2.

メモリゲート電極MG2とフィンFAの側面FAsとのオーバーラップ(重なり)量OLmg2を低減させたことにより、メモリセルMC2のエンデュランスを向上できる。そして、ロジック部BのトランジスタTrのゲート電極GEとフィンFBの側面FBsとのオーバーラップ(重なり)量OLge2を増加させたことにより、トランジスタTrの駆動能力を向上でき、高速動作が可能となる。   By reducing the overlap amount OLmg2 between the memory gate electrode MG2 and the side surface FAs of the fin FA, the endurance of the memory cell MC2 can be improved. Further, by increasing the overlap amount OLge2 between the gate electrode GE of the transistor Tr of the logic part B and the side surface FBs of the fin FB, the driving capability of the transistor Tr can be improved, and high-speed operation is possible.

<変形例3>
変形例3は、上記実施の形態の変形例であり、変形例2と同様にシングルゲート型セルからなる不揮発性メモリを有する半導体装置であるが、変形例2のパッド絶縁膜PAD3が無い代わりにメモリセル部Aの素子分離膜STM2を厚くしている点が異なる。図41は、変形例3の半導体装置の要部断面図である。図42は、変形例3の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
<Modification 3>
Modified example 3 is a modified example of the above-described embodiment, and is a semiconductor device having a non-volatile memory composed of a single gate type cell as in modified example 2, but instead of the pad insulating film PAD3 of modified example 2 being absent. The difference is that the element isolation film STM2 of the memory cell portion A is thickened. FIG. 41 is a cross-sectional view of a principal part of the semiconductor device of the third modification. 42 is a main-portion cross-sectional view of the semiconductor device of Modification 3 during the manufacturing process.

図41に示すように、メモリセル部Aの素子分離膜STM2は、ロジック部Bの素子分離膜STLよりも厚くなっている。つまり、メモリセル部Aの素子分離膜STM2の膜厚は、ロジック部Bの素子分離膜STLの膜厚に、変形例2のパッド絶縁膜PAD3の膜厚を加えたものと等しい。従って、メモリゲート電極MG2とフィンFAの側面FAsとのオーバーラップ量、メモリゲート電極MG2の下面の高さ、ゲート電極GE2とフィンFBの側面FBsとのオーバーラップ量、および、ゲート電極GE2の下面の高さは、上記変形例2と同様である。   As shown in FIG. 41, the element isolation film STM2 of the memory cell part A is thicker than the element isolation film STL of the logic part B. That is, the film thickness of the element isolation film STM2 in the memory cell part A is equal to the film thickness of the element isolation film STL in the logic part B plus the film thickness of the pad insulating film PAD3 in Modification 2. Accordingly, the amount of overlap between the memory gate electrode MG2 and the side surface FAs of the fin FA, the height of the lower surface of the memory gate electrode MG2, the amount of overlap between the gate electrode GE2 and the side surface FBs of the fin FB, and the lower surface of the gate electrode GE2 Is the same as that of the second modification.

次に、変形例3の半導体装置の製造方法を説明する。上記実施の形態では、図8の素子分離膜STMおよびSTLの形成工程(ステップS4)で、絶縁膜6にエッチング処理を施し、絶縁膜6の主面6aを後退させて等しい高さの素子分離膜STMおよびSTLを形成した。変形例3では、絶縁膜6のエッチング処理を2段階で実施する。つまり、第1段階で、メモリセル部Aおよびロジック部Bにメモリセル部Aの素子分離膜STM2を形成し、第2段階では、メモリセル部Aを例えばレジスト膜(図示せず)で覆った状態で、ロジック部Bの絶縁膜6を選択的にエッチングすることで、ロジック部Bの素子分離膜STLを形成する。こうして厚さの異なる素子分離膜STM2およびSTLを形成することができる。つまり、素子分離膜STM2およびSTLからの露出高さが異なるフィンFAおよびFBを有する半導体基板1を準備することができる。   Next, a method for manufacturing the semiconductor device of Modification 3 will be described. In the above embodiment, in the step of forming the element isolation films STM and STL in FIG. 8 (step S4), the insulating film 6 is subjected to an etching process, and the main surface 6a of the insulating film 6 is retracted to isolate the elements having the same height. Films STM and STL were formed. In the third modification, the insulating film 6 is etched in two stages. That is, in the first stage, the element isolation film STM2 of the memory cell part A is formed in the memory cell part A and the logic part B, and in the second stage, the memory cell part A is covered with, for example, a resist film (not shown). In this state, by selectively etching the insulating film 6 of the logic part B, the element isolation film STL of the logic part B is formed. Thus, the element isolation films STM2 and STL having different thicknesses can be formed. That is, the semiconductor substrate 1 having the fins FA and FB having different exposure heights from the element isolation films STM2 and STL can be prepared.

次に、変形例2と同様の製造方法により、変形例3の半導体装置を製造することができる。ただし、変形例2のパッド絶縁膜PAD3の形成工程は実施しない。   Next, the semiconductor device of Modification 3 can be manufactured by the same manufacturing method as that of Modification 2. However, the formation process of the pad insulating film PAD3 of Modification 2 is not performed.

変形例3の製造方法では、素子分離膜STM2を厚くすることで、パッド絶縁膜を形成することがないため、変形例1と同様に、電荷蓄積層となる絶縁膜11がエッチングダメージを受けることがなく、電荷保持特性の劣化を防止できる。   In the manufacturing method of Modification 3, since the pad insulating film is not formed by increasing the thickness of the element isolation film STM2, the insulating film 11 serving as the charge storage layer is subjected to etching damage as in Modification 1. And the deterioration of charge retention characteristics can be prevented.

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

その他、上記実施の形態に記載された内容の一部を以下に記載する。   In addition, a part of the contents described in the above embodiment will be described below.

[付記1]
半導体基板の上面から、前記上面に垂直な方向に突出し、前記上面の第1方向に幅を有し、前記第1方向に直交する第2方向に延在する突出部と、
前記突出部に接し、前記突出部の下端部を囲むように、前記半導体基板の前記上面上に位置する素子分離膜と、
前記半導体基板の前記上面の第1領域に配置され、前記突出部および前記素子分離膜上を、前記第1方向に延在する第1ゲート電極と、
前記半導体基板の前記上面の前記第1領域と異なる第2領域に配置され、前記突出部および前記素子分離膜上を、前記第1方向に延在する第2ゲート電極と、
を有する半導体装置の製造方法であって、
(a)前記突出部と前記素子分離膜とを有する半導体基板を準備する工程、
(b)前記第1領域において、前記突出部の側面上に第1ゲート絶縁膜を介して前記第1ゲート電極を形成する工程、
(c)前記第2領域において、前記突出部の側面、前記素子分離膜、および、前記第1ゲート電極の上に、電荷蓄積層を有する第2ゲート絶縁膜を形成する工程、
(d)前記第2ゲート絶縁膜上に第1絶縁膜を堆積した後、前記突出部および前記第1ゲート電極の上に形成された前記第1絶縁膜を除去し、前記第2領域において、前記素子分離膜上に前記第1絶縁膜からなるパッド絶縁膜を形成する工程、
(e)前記第2領域において、前記突出部の前記側面上に形成された前記第2ゲート絶縁膜上および前記素子分離膜の上に、前記第2ゲート電極を形成する工程、
を有する、半導体装置の製造方法。
[Appendix 1]
A protrusion protruding from the upper surface of the semiconductor substrate in a direction perpendicular to the upper surface, having a width in the first direction of the upper surface, and extending in a second direction orthogonal to the first direction;
An element isolation film located on the upper surface of the semiconductor substrate so as to be in contact with the protruding portion and surround a lower end portion of the protruding portion;
A first gate electrode disposed in the first region of the upper surface of the semiconductor substrate and extending in the first direction on the protrusion and the element isolation film;
A second gate electrode disposed in a second region different from the first region on the upper surface of the semiconductor substrate and extending in the first direction on the protrusion and the element isolation film;
A method of manufacturing a semiconductor device having
(A) preparing a semiconductor substrate having the protrusion and the element isolation film;
(B) forming the first gate electrode on the side surface of the protrusion in the first region via a first gate insulating film;
(C) forming a second gate insulating film having a charge storage layer on the side surface of the protruding portion, the element isolation film, and the first gate electrode in the second region;
(D) after depositing a first insulating film on the second gate insulating film, removing the first insulating film formed on the protruding portion and the first gate electrode, and in the second region, Forming a pad insulating film made of the first insulating film on the element isolation film;
(E) forming the second gate electrode on the second gate insulating film and on the element isolation film formed on the side surface of the protrusion in the second region;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:

[付記2]
付記1に記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程で、前記第1ゲート電極および前記第1ゲート絶縁膜は、前記第2ゲート絶縁膜で覆われている、半導体装置の製造方法。
[Appendix 2]
In the method for manufacturing a semiconductor device according to attachment 1,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein in the step (d), the first gate electrode and the first gate insulating film are covered with the second gate insulating film.

[付記3]
付記2に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第1ゲート絶縁膜および前記第1絶縁膜は、酸化シリコン膜からなり、前記第2ゲート絶縁膜は、窒化シリコン膜からなる、半導体装置の製造方法。
[Appendix 3]
In the method for manufacturing a semiconductor device according to attachment 2,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the first gate insulating film and the first insulating film are made of a silicon oxide film, and the second gate insulating film is made of a silicon nitride film.

[付記4]
付記1に記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程と前記(e)工程との間に、
(f)前記第2領域において、前記突出部の前記第2絶縁膜上および前記パッド絶縁膜上に第2絶縁膜を形成する工程、
を有する、半導体装置の製造方法。
[Appendix 4]
In the method for manufacturing a semiconductor device according to attachment 1,
Between the step (d) and the step (e),
(F) forming a second insulating film on the second insulating film and on the pad insulating film of the protrusion in the second region;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:

[付記5]
半導体基板の上面から、前記上面に垂直な方向に突出し、前記上面の第1方向に幅を有し、前記第1方向に直交する第2方向に延在する突出部と、
前記突出部に接し、前記突出部の下端部を囲むように、前記半導体基板の前記上面上に位置する素子分離膜と、
前記半導体基板の前記上面の第1領域に配置され、前記突出部および前記素子分離膜上を、前記第1方向に延在する第1ゲート電極と、
前記半導体基板の前記上面の前記第1領域と異なる第2領域に配置され、前記突出部および前記素子分離膜上を、前記第1方向に延在する第2ゲート電極と、
を有する半導体装置の製造方法であって、
(a)前記突出部と前記素子分離膜とを有する半導体基板を準備する工程、
(b)前記第1領域において、前記突出部の側面上に第1ゲート絶縁膜を介して前記第1ゲート電極を形成する工程、
(c)前記突出部を覆うように第1絶縁膜を堆積した後、前記突出部および前記第1ゲート電極の上に形成された前記第1絶縁膜を除去し、前記第2領域において、前記素子分離膜上に前記第1絶縁膜からなるパッド絶縁膜を形成する工程、
(d)前記第2領域において、前記突出部の側面および前記パッド絶縁膜の上に、電荷蓄積層を有する第2ゲート絶縁膜を形成する工程、
(e)前記第2領域において、前記突出部の前記側面上に形成された前記第2ゲート絶縁膜上および前記素子分離膜の上に、前記第2ゲート電極を形成する工程、
を有する、半導体装置の製造方法。
[Appendix 5]
A protrusion protruding from the upper surface of the semiconductor substrate in a direction perpendicular to the upper surface, having a width in the first direction of the upper surface, and extending in a second direction orthogonal to the first direction;
An element isolation film located on the upper surface of the semiconductor substrate so as to be in contact with the protruding portion and surround a lower end portion of the protruding portion;
A first gate electrode disposed in the first region of the upper surface of the semiconductor substrate and extending in the first direction on the protrusion and the element isolation film;
A second gate electrode disposed in a second region different from the first region on the upper surface of the semiconductor substrate and extending in the first direction on the protrusion and the element isolation film;
A method of manufacturing a semiconductor device having
(A) preparing a semiconductor substrate having the protrusion and the element isolation film;
(B) forming the first gate electrode on the side surface of the protrusion in the first region via a first gate insulating film;
(C) After depositing a first insulating film so as to cover the protruding portion, the first insulating film formed on the protruding portion and the first gate electrode is removed, and in the second region, Forming a pad insulating film made of the first insulating film on the element isolation film;
(D) forming a second gate insulating film having a charge storage layer on the side surface of the protruding portion and the pad insulating film in the second region;
(E) forming the second gate electrode on the second gate insulating film and on the element isolation film formed on the side surface of the protrusion in the second region;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:

[付記6]
(a)その上面から垂直な方向に突出し、前記上面の第1領域に形成された第1突出部と、前記第1領域と異なる第2領域に形成された第2突出部と、前記第1突出部の下部に接触し、前記第1突出部を囲む第1素子分離膜と、前記第2突出部の下部に接触し、前記第2突出部を囲む第2素子分離膜と、を有する半導体基板を準備する工程、
(b)前記第1突出部、前記第1素子分離膜、前記第2突出部、前記第2素子分離膜の上に、電荷蓄積層を有する第1絶縁膜を形成する工程、
(c)前記第1絶縁膜上に第2絶縁膜を堆積した後、前記第2絶縁膜にエッチング処理を施し、前記第1素子分離膜および前記第2素子分離膜の上に、前記第2絶縁膜からなるパッド絶縁膜を形成する工程、
(d)前記第1突出部、前記第1素子分離膜上のパッド絶縁膜、前記第2突出部、および、前記第2素子分離膜上のパッド絶縁膜の上に、第3絶縁膜を形成する工程、
(e)前記第2領域において、前記第3絶縁膜および前記第2絶縁膜を除去する工程、
(f)前記1領域の前記第3絶縁膜の上に第1導体膜を形成する工程、
(g)前記2領域の前記第2突出部の上に第2導体膜を形成する工程、
を有する、半導体装置の製造方法。
[Appendix 6]
(A) a first protrusion projecting in a direction perpendicular to the upper surface thereof, formed in a first region of the upper surface, a second protrusion formed in a second region different from the first region, and the first A semiconductor having a first element isolation film that contacts a lower part of the protrusion and surrounds the first protrusion, and a second element isolation film that contacts the lower part of the second protrusion and surrounds the second protrusion Preparing a substrate,
(B) forming a first insulating film having a charge storage layer on the first protrusion, the first element isolation film, the second protrusion, and the second element isolation film;
(C) After depositing a second insulating film on the first insulating film, etching is performed on the second insulating film, and the second insulating film is formed on the first element separating film and the second element separating film. Forming a pad insulating film made of an insulating film;
(D) forming a third insulating film on the first protrusion, the pad insulating film on the first element isolation film, the second protrusion, and the pad insulating film on the second element isolation film; The process of
(E) removing the third insulating film and the second insulating film in the second region;
(F) forming a first conductor film on the third insulating film in the one region;
(G) forming a second conductor film on the second protrusions in the two regions;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:

[付記7]
(a)その上面から垂直な方向に突出し、前記上面の第1領域に形成された第1突出部と、前記第1領域と異なる第2領域に形成された第2突出部と、を有する半導体基板を準備する工程、
(b)前記第1突出部の下部に接触し、前記第1突出部を囲む第1素子分離膜と、前記第2突出部の下部に接触し、前記第2突出部を囲む第2素子分離膜と、を形成する工程、
(c)前記第1突出部および前記第1素子分離膜の上に、電荷蓄積層を有する第1絶縁膜を形成する工程、
(d)前記第1絶縁膜上に第2絶縁膜を形成した後、前記第2絶縁膜上に第1導体膜を形成する工程、
(e)前記第2突出部の上に第3絶縁膜を形成した後、前記第3絶縁膜上に第2導体膜を形成する工程、
を有し、
前記第1素子分離膜は、前記第2素子分離膜よりも厚い、半導体装置の製造方法。
[Appendix 7]
(A) a semiconductor projecting in a direction perpendicular to the upper surface, and having a first projecting portion formed in a first region of the upper surface and a second projecting portion formed in a second region different from the first region; Preparing a substrate,
(B) a first element isolation film that contacts the lower portion of the first protrusion and surrounds the first protrusion; and a second element isolation that contacts the lower portion of the second protrusion and surrounds the second protrusion. Forming a film;
(C) forming a first insulating film having a charge storage layer on the first protrusion and the first element isolation film;
(D) forming a first conductor film on the second insulating film after forming a second insulating film on the first insulating film;
(E) forming a second conductor film on the third insulating film after forming a third insulating film on the second projecting portion;
Have
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the first element isolation film is thicker than the second element isolation film.

A、A1、A2、A3 メモリセル部
B、B1、B2 ロジック部
BL ビット線
CG 制御ゲート電極
CHP 半導体チップ
CNT コンタクトホール
CT 制御トランジスタ
DG ダミーゲート
EX1、EX2、EX3 n型半導体領域
FA、FB フィン
FAa、FBa 主面
FAs、FBs 側面
GE、GE2 ゲート電極
GIm、GIt、GIL ゲート絶縁膜
HK 絶縁膜
IF1、IF2、IF3 絶縁膜
IL1、IL2 層間絶縁膜
LD ドレイン領域
LS ソース領域
MC、MC2 メモリセル
MD ドレイン領域
ME1、ME2 金属膜
MG メモリゲート電極
MS ソース領域
MT メモリトランジスタ
MW 金属配線
PAD パッド絶縁膜
PG プラグ電極
PR1 レジスト膜
PW1、PW2 p型ウエル
SC シリサイド層
SD1、SD2、SD3 n型半導体領域
SL ソース線
SP スペーサ
STM、STM2、STL 素子分離膜
STMa、STLa 主面
SW サイドウォールスペーサ
Tr、Tr2 トランジスタ
TR1 溝
1 半導体基板
1a 主面(上面)
1b 裏面
2、3、6、7、9、10、11、12、13、16 絶縁膜
4、15 マスク膜
5 ハードマスク膜
6a 主面
8、14 導体膜
100 CPU
200 RAM
300 アナログ回路
400 EEPROM
500 フラッシュメモリ
600 I/O回路
A, A1, A2, A3 Memory cell portion B, B1, B2 Logic portion BL Bit line CG Control gate electrode CHP Semiconductor chip CNT Contact hole CT Control transistor DG Dummy gate EX1, EX2, EX3 n - type semiconductor region FA, FB Fin FAa, FBa Main surface FAs, FBs Side surface GE, GE2 Gate electrode GIm, GIt, GIL Gate insulating film HK Insulating film IF1, IF2, IF3 Insulating film IL1, IL2 Interlayer insulating film LD Drain region LS Source region MC, MC2 Memory cell MD drain region ME1, ME2 metal film MG memory gate electrode MS source region MT memory transistors MW metal interconnect pAD pad insulating film PG plug electrode PR1 resist film PW1, PW2 p-type well SC silicide layer SD1, SD2, SD3 n + -type half Conductor region SL Source line SP Spacer STM, STM2, STL Element isolation film STMa, STLa Main surface SW Side wall spacer Tr, Tr2 Transistor TR1 Groove 1 Semiconductor substrate 1a Main surface (upper surface)
1b Back surface 2, 3, 6, 7, 9, 10, 11, 12, 13, 16 Insulating film 4, 15 Mask film 5 Hard mask film 6a Main surface 8, 14 Conductor film 100 CPU
200 RAM
300 Analog circuit 400 EEPROM
500 Flash memory 600 I / O circuit

Claims (7)

上面を有する半導体基板と、
前記半導体基板の上面に形成された素子分離膜と、
前記半導体基板の一部であって、前記素子分離膜を貫通して、前記上面に垂直な方向に突出し、互いに対向する第1側面および第2側面と、前記第1側面と前記第2側面を繋ぐ第1主面とを有する第1突出部と、
前記半導体基板の一部であって、前記素子分離膜を貫通して、前記上面に垂直な方向に突出し、互いに対向する第3側面および第4側面と、前記第3側面と前記第4側面を繋ぐ第2主面とを有する第2突出部と、
前記第1側面上に、第1絶縁膜、電荷蓄積層となる第2絶縁膜、および、第3絶縁膜を介して配置された第1ゲート電極と、
前記第3側面上に、第4絶縁膜を介して配置された第2ゲート電極と、
前記第1ゲート電極を挟むように、前記第1突出部内に形成された第1半導体領域および第2半導体領域と、
前記第2ゲート電極を挟むように、前記第2突出部内に形成された第3半導体領域および第4半導体領域と、
前記素子分離膜と前記第1ゲート電極との間に配置された第5絶縁膜と、
を有し、
前記上面に垂直な方向において、前記第1ゲート電極が前記第1側面に重なる第1オーバーラップ長は、前記第2ゲート電極が前記第3側面と重なる第2オーバーラップ長よりも小さく、
前記第5絶縁膜は、前記素子分離膜と前記第2ゲート電極との間には配置されていない、半導体装置。
A semiconductor substrate having an upper surface;
An element isolation film formed on the upper surface of the semiconductor substrate;
A part of the semiconductor substrate, penetrating the element isolation film, protruding in a direction perpendicular to the upper surface, and opposing the first side surface and the second side surface, and the first side surface and the second side surface. A first protrusion having a first main surface to be connected;
A part of the semiconductor substrate, penetrating the element isolation film, protruding in a direction perpendicular to the top surface, and facing the third side surface and the fourth side surface, and the third side surface and the fourth side surface. A second protrusion having a second main surface to be connected;
A first gate electrode disposed on the first side surface via a first insulating film, a second insulating film serving as a charge storage layer, and a third insulating film;
A second gate electrode disposed on the third side surface via a fourth insulating film;
A first semiconductor region and a second semiconductor region formed in the first protrusion so as to sandwich the first gate electrode;
A third semiconductor region and a fourth semiconductor region formed in the second protrusion so as to sandwich the second gate electrode;
A fifth insulating film disposed between the element isolation film and the first gate electrode;
Have
Wherein in the direction perpendicular to the top surface, the first overlap length the first gate electrode overlaps the first aspect, rather smaller than the second overlap length the second gate electrode overlaps with the third aspect,
The semiconductor device, wherein the fifth insulating film is not disposed between the element isolation film and the second gate electrode .
請求項に記載の半導体装置において、
前記第2絶縁膜は、前記素子分離膜上に延在しており、
前記第5絶縁膜は、前記第2絶縁膜と前記第ゲート電極との間に配置されている、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1 ,
The second insulating film extends on the element isolation film,
The fifth insulating film is disposed between said first gate electrode and the second insulating film, the semiconductor device.
請求項に記載の半導体装置において、
前記第2絶縁膜は、前記素子分離膜上に延在しており、
前記第5絶縁膜は、前記第2絶縁膜と前記素子分離膜との間に配置されている、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1 ,
The second insulating film extends on the element isolation film,
The fifth insulating film is a semiconductor device disposed between the second insulating film and the element isolation film.
請求項に記載の半導体装置において、
前記第2絶縁膜は、窒化シリコン膜からなる、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1 ,
The semiconductor device, wherein the second insulating film is made of a silicon nitride film.
請求項に記載の半導体装置において、
前記第1絶縁膜および前記第3絶縁膜は、シリコン酸化膜からなる、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 4 ,
The semiconductor device, wherein the first insulating film and the third insulating film are made of a silicon oxide film.
上面を有する半導体基板と、A semiconductor substrate having an upper surface;
前記半導体基板の上面に形成された素子分離膜と、An element isolation film formed on the upper surface of the semiconductor substrate;
前記半導体基板の一部であって、前記素子分離膜を貫通して、前記上面に垂直な方向に突出し、互いに対向する第1側面および第2側面と、前記第1側面と前記第2側面を繋ぐ第1主面とを有する第1突出部と、A part of the semiconductor substrate, penetrating the element isolation film, protruding in a direction perpendicular to the upper surface, and opposing the first side surface and the second side surface, and the first side surface and the second side surface. A first protrusion having a first main surface to be connected;
前記半導体基板の一部であって、前記素子分離膜を貫通して、前記上面に垂直な方向に突出し、互いに対向する第3側面および第4側面と、前記第3側面と前記第4側面を繋ぐ第2主面とを有する第2突出部と、A part of the semiconductor substrate, penetrating the element isolation film, protruding in a direction perpendicular to the top surface, and facing the third side surface and the fourth side surface, and the third side surface and the fourth side surface. A second protrusion having a second main surface to be connected;
前記第1側面上に、第1絶縁膜、電荷蓄積層となる第2絶縁膜、および、第3絶縁膜を介して配置された第1ゲート電極と、A first gate electrode disposed on the first side surface via a first insulating film, a second insulating film serving as a charge storage layer, and a third insulating film;
前記第3側面上に、第4絶縁膜を介して配置された第2ゲート電極と、A second gate electrode disposed on the third side surface via a fourth insulating film;
前記第1ゲート電極を挟むように、前記第1突出部内に形成された第1半導体領域および第2半導体領域と、A first semiconductor region and a second semiconductor region formed in the first protrusion so as to sandwich the first gate electrode;
前記第2ゲート電極を挟むように、前記第2突出部内に形成された第3半導体領域および第4半導体領域と、A third semiconductor region and a fourth semiconductor region formed in the second protrusion so as to sandwich the second gate electrode;
を有し、Have
前記上面に垂直な方向において、前記第1ゲート電極が前記第1側面に重なる第1オーバーラップ長は、前記第2ゲート電極が前記第3側面と重なる第2オーバーラップ長よりも小さく、In a direction perpendicular to the top surface, the first overlap length where the first gate electrode overlaps the first side surface is smaller than the second overlap length where the second gate electrode overlaps the third side surface,
前記第1ゲート電極と重なる素子分離膜の膜厚は、前記第2ゲート電極と重なる素子分離膜の膜厚よりも厚い、半導体装置。A semiconductor device, wherein a thickness of the element isolation film overlapping the first gate electrode is larger than a thickness of the element isolation film overlapping the second gate electrode.
請求項6に記載の半導体装置において、The semiconductor device according to claim 6.
前記第1突出部の前記素子分離膜から露出する部分の高さは、前記第2突出部の前記素子分離膜から露出する部分の高さよりも低い、半導体装置。The height of the portion of the first protrusion exposed from the element isolation film is lower than the height of the portion of the second protrusion exposed from the element isolation film.
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6578172B2 (en) * 2015-09-18 2019-09-18 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor device
CN108243625B (en) * 2015-11-03 2022-04-22 硅存储技术公司 Split-gate non-volatile flash memory cell with metal gate and method of making the same
US10277227B2 (en) * 2016-05-31 2019-04-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited Semiconductor device layout
TWI689080B (en) * 2017-05-08 2020-03-21 聯華電子股份有限公司 Memory device
JP6786440B2 (en) * 2017-05-18 2020-11-18 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor devices and their manufacturing methods
JP6885787B2 (en) * 2017-05-26 2021-06-16 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor devices and methods for manufacturing semiconductor devices
JP6783710B2 (en) * 2017-06-22 2020-11-11 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor devices and methods for manufacturing semiconductor devices
KR102350485B1 (en) 2017-08-18 2022-01-14 삼성전자주식회사 Semiconductor device
CN109979943B (en) * 2017-12-28 2022-06-21 联华电子股份有限公司 Semiconductor device and method for manufacturing the same
US10312247B1 (en) * 2018-03-22 2019-06-04 Silicon Storage Technology, Inc. Two transistor FinFET-based split gate non-volatile floating gate flash memory and method of fabrication
JP6998267B2 (en) * 2018-05-08 2022-01-18 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor devices and their manufacturing methods
JP7038607B2 (en) * 2018-06-08 2022-03-18 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor devices and their manufacturing methods
JP7101071B2 (en) * 2018-07-27 2022-07-14 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor devices and their manufacturing methods
US11114451B1 (en) * 2020-02-27 2021-09-07 Silicon Storage Technology, Inc. Method of forming a device with FinFET split gate non-volatile memory cells and FinFET logic devices
TWI773482B (en) * 2020-09-15 2022-08-01 力旺電子股份有限公司 Memory structrue and operation method thereof

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3583583B2 (en) * 1997-07-08 2004-11-04 株式会社東芝 Semiconductor device and manufacturing method thereof
US6831310B1 (en) * 2003-11-10 2004-12-14 Freescale Semiconductor, Inc. Integrated circuit having multiple memory types and method of formation
US7138681B2 (en) * 2004-07-27 2006-11-21 Micron Technology, Inc. High density stepped, non-planar nitride read only memory
JP2006041354A (en) 2004-07-29 2006-02-09 Renesas Technology Corp Semiconductor device and its manufacturing method
JP2006066564A (en) * 2004-08-26 2006-03-09 Renesas Technology Corp Semiconductor device and its manufacturing method
CN1917177A (en) * 2005-08-16 2007-02-21 力晶半导体股份有限公司 Frash memory in separate grids, and manufacturing method
JP2007184489A (en) * 2006-01-10 2007-07-19 Toshiba Corp Semiconductor integrated circuit device, and its manufacturing method
US20070269948A1 (en) * 2006-05-19 2007-11-22 Dirk Manger Non-volatile memory array and method of fabricating the same
JP5086626B2 (en) * 2006-12-15 2012-11-28 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Nonvolatile semiconductor memory device and manufacturing method thereof
JP5693380B2 (en) * 2011-05-30 2015-04-01 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2013191807A (en) * 2012-03-15 2013-09-26 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor memory device and method of manufacturing the same
JP5951374B2 (en) * 2012-07-09 2016-07-13 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor device
US9755031B2 (en) * 2014-12-19 2017-09-05 Stmicroelectronics, Inc. Trench epitaxial growth for a FinFET device having reduced capacitance
JP6557095B2 (en) * 2015-08-26 2019-08-07 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor device
JP6578172B2 (en) * 2015-09-18 2019-09-18 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor device
JP6591311B2 (en) * 2016-02-24 2019-10-16 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP6696865B2 (en) * 2016-08-31 2020-05-20 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor device and manufacturing method thereof

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